DE102014222203B3 - Check for marginal damage - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird ein Leistungshalbleiterbauelement (1). Das Halbleiterbauelement (1) umfasst einen Halbleiterkörper (11), wobei der Halbleiterkörper (11) ein aktives Halbleitergebiet (111) und ein das aktive Halbleitergebiet (111) umgebendes Randhalbleitergebiet (112) umfasst, wobei das aktive Halbleitergebiet (111) ein aktives Oberflächengebiet (121) und das Randhalbleitergebiet (112) ein Randoberflächengebiet (122) aufweist. Das Halbleiterbauelement (1) umfasst außerdem eine Teststruktur (13) zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets (112), wobei die Teststruktur (13) einen elektrisch leitfähigen Pfad (131) umfasst, der auf dem Randoberflächengebiet (122) angeordnet ist, und wobei die Teststruktur (13) ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld (5).A power semiconductor device (1) is described. The semiconductor component (1) comprises a semiconductor body (11), wherein the semiconductor body (11) comprises an active semiconductor region (111) and an edge semiconductor region (112) surrounding the active semiconductor region (111), the active semiconductor region (111) having an active surface region (11). 121) and the edge semiconductor region (112) has an edge surface region (122). The semiconductor device (1) further comprises a test structure (13) for non-contact testing of the edge semiconductor region (112), the test structure (13) comprising an electrically conductive path (131) disposed on the edge surface region (122), and wherein the test structure (13) is adapted to extract energy from a spaced generated radio frequency electromagnetic test field (5).

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft Ausführungsformen von Leistungshalbleiterbauelementen Verfahren zum Herstellen eines Leistungshalbleiterbauelements, Vorrichtungen zum kontaktlosen Testen eines Leistungshalbleiterbauelements und Verfahren zum kontaktlosen Testen eines Leistungshalbleiterbauelements. Beispielsweise betrifft die vorliegende Beschreibung Ausführungsformen von IGBTs, MOSFETs, Dioden und ähnlichem, als auch Ausführungsformen von Verfahren zum Herstellen und Testen derartiger Bauelemente und Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Testen derartiger Bauelemente. Insbesondere betrifft die vorliegende Beschreibung Ausführungsformen eines Leistungshalbleiterbauelements, das Mittel aufweist, die ein kontaktloses Testen eines Randhalbleitergebiets des Leistungshalbleiterbauelements erlauben The present description relates to embodiments of power semiconductor devices, methods of manufacturing a power semiconductor device, devices for non-contact testing of a power semiconductor device, and methods of contactless testing of a power semiconductor device. For example, the present description relates to embodiments of IGBTs, MOSFETs, diodes, and the like, as well as to embodiments of methods of making and testing such devices and embodiments of devices for testing such devices. More particularly, the present description relates to embodiments of a power semiconductor device having means for allowing contactless testing of an edge semiconductor region of the power semiconductor device

HINTERGRUND BACKGROUND

Viele Funktionen bei modernen Vorrichtungen, die im Automobil-, Verbraucher- oder industriellen Bereich eingesetzt werden, beispielsweise das umwandeln von elektrischer Energie und das Antreiben eines elektrischen Motors oder einer elektrischen Maschine, basieren auf Halbleiterbauelementen. Beispielsweise sind Insulated Gate Bipolar Transistors und Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors und Dioden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet worden, die beispielsweise Schalter in Energieversorgungsvorrichtungen und Leistungsumrichtern beinhalten, jedoch nicht auf diese beschränkt sind. Many functions in modem devices used in the automotive, consumer, or industrial fields, such as the conversion of electrical energy and the driving of an electric motor or an electric machine, are based on semiconductor devices. For example, insulated gate bipolar transistors and metal oxide semiconductor field effect transistors and diodes have been used in a variety of applications including, but not limited to, switches in power supply devices and power converters.

Schäden des Randhalbleitergebiets (das auch als Chip-Randstruktur oder als Abschlussstruktur bezeichnet wird) eines solchen Halbleiterbauelements, das in einer dieser beispielhaft genannten Anwendungen verwendet wird, können zu funktionellen Beeinträchtigungen des Halbleiterbauelements selbst oder eventuell auch zu Betriebsstörungen oder einem Ausfall des Systems, in welchem das betreffende Halbleiterbauelement verwendet wird, führen. Damage to the edge semiconductor region (also referred to as a chip edge structure or termination structure) of such a semiconductor device used in one of these exemplified applications can result in functional impairments of the semiconductor device itself or possibly malfunction or failure of the system in which the semiconductor device in question is used lead.

Daher kann es wünschenswert sein, zu verhindern, dass Halbleiterbauelemente, die einen Schaden in der Chip-Randstruktur aufweisen, an den Markt ausgeliefert werden. Therefore, it may be desirable to prevent semiconductor devices having damage in the chip edge structure from being delivered to the market.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, dass ein Halbleiterbauelement, bevor es ausgeliefert wird, einem optischen Screening unterzogen wird, sodass es möglich ist, Schäden der Chip-Randstruktur bzw. der Abschlussstruktur des Halbleiterbauelements zu erkennen, d.h., dass es möglich ist, Schäden im Randhalbleitergebiet der Halbleiterbauelemente zu erkennen. In this connection, it is known that a semiconductor device is subjected to an optical screening before it is shipped, so that it is possible to detect damage to the chip edge structure or the termination structure of the semiconductor device, ie, that it is possible to cause damage in the semiconductor device To detect edge semiconductor region of the semiconductor devices.

Allerdings stellt ein derartiges optisches Screening eine eher komplexe Aufgabe dar, die hochpreisige, softwarebasierte Inspektions-Tools erfordert, um eine automatische Erkennung von Schäden in dem Randhalbleitergebiet zu ermöglichen. However, such optical screening is a rather complex task requiring high-priced, software-based inspection tools to enable automatic detection of damage in the edge semiconductor area.

Aus der CA 2 409 435 A1 ist ein Verfahren zum kontaktlosen Testen von integrierten Logik-Schaltkreisen bekannt. From the CA 2 409 435 A1 For example, a method for contactless testing of logic integrated circuits is known.

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Es ist eine technische Aufgabe, Mittel bereitzustellen, die eine wenig komplexe Überprüfung eines Randhalbleitergebiets eines Halbleiterbauelements erlauben. It is a technical object to provide means that allow a little complex verification of a peripheral semiconductor region of a semiconductor device.

Die Gegenstände der beiden unabhängigen Ansprüche 1 und 18 werden vorgeschlagen. The subjects of the two independent claims 1 and 18 are proposed.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Leistungshalbleiterbauelement bereitgestellt. Das Leistungshalbleiterbauelement umfasst einen Halbleiterkörper, wobei der Halbleiterkörper ein aktives Halbleitergebiet und ein das aktive Halbleitergebiet umgebendes Randhalbleitergebiet umfasst. Das aktive Halbleitergebiet weist ein aktives Oberflächengebiet auf und das Randhalbleitergebiet ein Randoberflächengebiet. Das Leistungshalbleiterbauelement umfasst außerdem eine Teststruktur zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets. Die Teststruktur umfasst einen elektrisch leitfähigen Pfad, der auf dem Randoberflächengebiet angeordnet ist, wobei die Teststruktur ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld. According to one embodiment, a power semiconductor device is provided. The power semiconductor component comprises a semiconductor body, wherein the semiconductor body comprises an active semiconductor region and an edge semiconductor region surrounding the active semiconductor region. The active semiconductor region has an active surface area and the edge semiconductor region has an edge surface area. The power semiconductor device further includes a test structure for contactless testing of the edge semiconductor region. The test structure includes an electrically conductive path disposed on the edge surface region, the test structure configured to extract energy from a spaced-generated radio frequency electromagnetic test field.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen eines Leistungshalbleiterbauelements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Produzieren eines Halbleiterkörpers, wobei der Halbleiterkörper ein aktives Halbleitergebiet und ein das aktive Halbleitergebiet umgebendes Randhalbleitergebiet umfasst, und wobei das aktive Halbleitergebiet ein aktives Oberflächengebiet und das Randhalbleitergebiet ein Randoberflächengebiet aufweist. Das Verfahren umfasst weiter ein Erzeugen einer Frontseitenmetallisierung auf dem aktiven Oberflächengebiet, wobei die Frontseitenmetallisierung ein Frontseitenmetallisierungsmaterial umfasst. Ferner umfasst das Verfahren ein Produzieren, auf dem Randoberflächengebiet, einer Teststruktur zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets, sodass die Teststruktur ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld. Der Schritt des Produzierens der Teststruktur beinhaltet ein Erzeugen eines elektrisch leitfähigen Pfads auf dem Randoberflächengebiet, wobei der elektrisch leitfähige Pfad dasselbe Frontseitenmetallisierungsmaterial umfasst wie die Frontseitenmetallisierung. According to a further embodiment, a method for producing a power semiconductor component is proposed. The method comprises producing a semiconductor body, wherein the semiconductor body comprises an active semiconductor region and an edge semiconductor region surrounding the active semiconductor region, and wherein the active semiconductor region has an active surface region and the edge semiconductor region has an edge surface region. The method further comprises generating a front side metallization on the active surface area, wherein the front side metallization comprises a front side metallization material. Further, the method comprises producing, on the edge surface area, a test structure for non-contact testing of the edge semiconductor region, such that the test structure is configured to extract energy from a spaced generated radio frequency electromagnetic test field. The step of producing the test structure includes creating an electrically conductive path on the edge surface area, wherein the electrically conductive path includes the same front side metallization material as the front side metallization.

Es wird eine Vorrichtung zum kontaktlosen Testen eines Randhalbleitergebiets eines Leistungshalbleiterbauelements bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Generator, der ausgebildet ist zum Erzeugen eines elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes beabstandet von dem Leistungshalbleiterbauelement und zum Richten des erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes auf eine Teststruktur des Leistungshalbleiterbauelements. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Testsignaldetektor, der ausgebildet ist zum Detektieren eines Testsignals, das von der Teststruktur in Abhängigkeit von einer Energie, die die Teststruktur aus dem elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld extrahiert hat, produziert worden ist. An apparatus for contactless testing of an edge semiconductor region of a power semiconductor device is provided. The apparatus includes a generator configured to generate a radio frequency electromagnetic test field spaced from the power semiconductor device and direct the generated radio frequency electromagnetic test field to a test structure of the power semiconductor device. The apparatus also includes a test signal detector configured to detect a test signal that has been produced by the test structure in response to energy that extracted the test structure from the radio frequency electromagnetic test field.

Weiterhin wird ein Verfahren zum kontaktlosen Testen eines Randhalbleitergebiets eines Leistungshalbleiterbauelements vorgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erzeugen eines elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes beabstandet von dem Leistungshalbleiterbauelement und ein Richten des erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes auf eine Teststruktur des Leistungshalbleiterbauelements. Weiter umfasst das Verfahren ein Detektieren eines Testsignals, das von der Teststruktur in Abhängigkeit von einer Energie, die die Teststruktur aus dem elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld extrahiert hat, produziert worden ist. Furthermore, a method for contactless testing of an edge semiconductor region of a power semiconductor component is presented. The method includes generating a radio frequency electromagnetic test field apart from the power semiconductor device and directing the generated radio frequency electromagnetic test field to a test structure of the power semiconductor device. Further, the method includes detecting a test signal that has been produced by the test structure in response to energy that extracted the test structure from the radio frequency electromagnetic test field.

Die Teststruktur ist ausgebildet zum Produzieren eines Testsignals in Abhängigkeit von der extrahierten Energie, wobei das produzierte Testsignal ausgestaltet ist, um von dem Testsignaldetektor, der beabstandet von Leistungshalbleiterbauelement angeordnet ist, detektiert zu werden. Der elektrisch leitfähige Pfad umgibt das aktive Oberflächengebiet. The test structure is configured to produce a test signal in response to the extracted energy, wherein the produced test signal is configured to be detected by the test signal detector spaced from the power semiconductor device. The electrically conductive path surrounds the active surface area.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird das Leistungshalbleiterbauelement auch einfach kurz als „Halbleiterbauelement“ bezeichnet. In the context of the present description, the power semiconductor component is also referred to simply as "semiconductor component" for short.

Aufgrund der Teststruktur, die wenigstens teilweise auf dem Randoberflächengebiet des Randhalbleitergebiets des Halbleiterbauelements angeordnet sein kann und/oder wenigstens teilweise in dem Randhalbleitergebiet beinhaltet sein kann, können Schäden in dem Randhalbleitergebiet (das auch als Chip-Randstruktur oder als Abschlussstruktur bezeichnet wird) einfach detektiert werden, indem das besagte elektromagnetische Radiofrequenz-Testfeld auf die Teststruktur gerichtet wird. Due to the test structure that may be at least partially disposed on the edge surface area of the edge semiconductor region of the semiconductor device and / or included at least partially in the edge semiconductor region, damage in the edge semiconductor region (also referred to as a chip edge structure or termination structure) may be easily detected by directing said electromagnetic radio frequency test field onto the test structure.

Da die Teststruktur mechanisch an das Randhalbleitergebiet gekoppelt ist, können mechanische Schäden, beispielsweise Brüche, Klüfte, Spalten/Risse, Krater, Löcher und ähnliches, die in dem Randhalbleitergebiet beinhaltet sein können oder nicht, das Layout der Teststruktur beeinflussen. Also kann die Menge an Energie, die die Teststruktur aus dem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld extrahiert, davon abhängen, ob das Randhalbleitergebiet mechanische Schäden aufweist oder nicht. Mit anderen Worten kann die Menge an Energie, die aus dem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld extrahiert worden ist, in Abhängigkeit davon, ob das Randhalbleitergebiet mechanische Schäden aufweist oder nicht, substantiell unterschiedlich sein. Since the test structure is mechanically coupled to the edge semiconductor region, mechanical damage, such as fractures, fractures, crevices / cracks, craters, holes, and the like, which may or may not be included in the edge semiconductor region, may affect the layout of the test structure. Thus, the amount of energy that the test structure extracts from the spaced generated radio frequency electromagnetic test field may depend on whether the edge semiconductor region has mechanical damage or not. In other words, the amount of energy extracted from the spaced-generated radio frequency electromagnetic test field may be substantially different depending on whether the edge semiconductor region has mechanical damage or not.

Daher erlaubt die Teststruktur des Halbleiterbauelements ein wenig komplexes kontaktloses Testen des Halbleiterbauelements. Das Halbleiterbauelement kann in einfacher Weise inspiziert werden, bevor es an den Markt ausgeliefert wird. Darüber hinaus kann das Halbleiterbauelement auch dann inspiziert werden, wenn es bereits in einem Umrichtersystem installiert ist oder in einer anderen Anwendung verwendet wird. Therefore, the test structure of the semiconductor device allows a less complex non-contact testing of the semiconductor device. The semiconductor device can be easily inspected before it is delivered to the market. In addition, the semiconductor device can be inspected even if it is already installed in an inverter system or used in another application.

Merkmale weiterer Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Merkmale der weiteren Ausführungsformen und die Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen können zum Ausbilden weiterer Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, soweit die besagten Merkmale nicht ausdrücklich als alternativ zueinander beschrieben sind. Features of further embodiments are given in the dependent claims. The features of the further embodiments and the features of the embodiments described above may be combined to form further embodiments, as far as the said features are not expressly described as alternative to each other.

Weitere Merkmale und Vorteile werden dem Fachmann in Anbetracht des Studiums der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie des Sichtens der begleitenden Zeichnungen deutlich. Other features and advantages will become apparent to those skilled in the art upon review of the following detailed description and upon review of the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die in den Figuren gezeigten Teile sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; vielmehr liegt die Betonung in dem Darstellen von Prinzipien der Erfindung. Ferner bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile. In den Figuren zeigen: The parts shown in the figures are not necessarily to scale; rather, the emphasis is on presenting principles of the invention. Further, like reference characters designate corresponding parts in the figures. In the figures show:

1A schematisch einen Teil eines horizontalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 1A schematically a portion of a horizontal cross section of a semiconductor device according to one or more embodiments;

1B schematisch einen Teil eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 1B schematically a portion of a vertical cross-section of a semiconductor device according to one or more embodiments;

2A schematisch eine perspektivische Aufsicht auf einen Teil eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 2A schematically a perspective plan view of a portion of a semiconductor device according to one or more embodiments;

2B schematisch eine perspektivische Seitenansicht auf einen Teil eines vertikalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 2 B schematically a perspective side view of a part of a vertical Cross section of a semiconductor device according to one or more embodiments;

3 schematisch einen Ersatzschaltkreis einer Teststruktur eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 3 schematically an equivalent circuit of a test structure of a semiconductor device according to one or more embodiments;

4 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum kontaktlosen Testen eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 4 2 schematically illustrates a block diagram of a device for contactless testing of a semiconductor device according to one or more embodiments;

5 schematisch einen Schaltkreis einer Vorrichtung zum kontaktlosen Testen eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 5 1 schematically illustrates a circuit of a device for contactless testing of a semiconductor device according to one or more embodiments;

6 schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen; 6 1 schematically illustrates a flowchart of a method of fabricating a semiconductor device according to one or more embodiments;

7 schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen. 7 2 schematically illustrates a flowchart of a method of fabricating a semiconductor device according to one or more embodiments.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION

Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, in denen anhand von Beispielen bestimmte Ausführungsformen gezeigt sind, gemäß denen die Erfindung ausgeführt werden kann. In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, in which by way of example certain embodiments are shown in accordance with which the invention may be practiced.

In diesem Zusammenhang können richtungsbezogene Begriffe, beispielsweise "Top", "Boden", "unterhalb", "vorne", "hinten", "hinterseitig", "nachgeschaltet", "vorgeschaltet", etc. mit Hinblick auf die Orientierung der jeweils beschriebenen Zeichnungen verwendet werden. Da Teile der Ausführungsformen jedoch in einer Vielzahl von unterschiedlichen Orientierungen positioniert werden können, wird diese richtungsbezogene Terminologie nur zur Veranschaulichungszwecken verwendet. In this context, directional terms, such as "top", "bottom", "below", "front", "rear", "rear", "downstream", "upstream", etc., may be used with respect to the orientation of those described Drawings are used. However, because portions of the embodiments can be positioned in a variety of different orientations, this directional terminology is used for illustrative purposes only.

Nun wird im Detail Bezug genommen auf eine Vielzahl von Ausführungsformen, von denen eine oder mehrere in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel ist für Erläuterungszwecke angeführt. Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und nur für Illustrationszwecke angeführt. Aus Klarheitsgründen sind selbe Elemente oder Herstellungsschritte in den unterschiedlichen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts Gegenteiliges gesagt ist. Reference will now be made in detail to a variety of embodiments, one or more of which are illustrated in the drawings. Each example is given for illustrative purposes. Drawings are not to scale and are for illustration purposes only. For the sake of clarity, the same elements or manufacturing steps in the different drawings are given the same reference numerals, unless otherwise stated.

Der Begriff „horizontal“, wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen Oberfläche eines Halbleitersubstrats oder eines Halbleiterkörpergebiets liegt. Das kann beispielsweise die Oberfläche eines Wafers oder Chips sein. The term "horizontal" as used in the present specification is intended to describe an orientation that is substantially parallel to a horizontal surface of a semiconductor substrate or a semiconductor body region. This can be, for example, the surface of a wafer or chip.

Der Begriff „vertikal", wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll eine Orientierung beschreiben, die im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Oberfläche angeordnet ist, also parallel zur Normalen der Oberfläche des Halbleitersubstrat oder des Halbleiterkörpergebiets. The term "vertical" as used in the present description is intended to describe an orientation which is arranged substantially perpendicular to the horizontal surface, ie parallel to the normal of the surface of the semiconductor substrate or of the semiconductor body region.

Bei der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der erste Leitfähigkeitstyp eine p-Dotierung, während der zweite Leitfähigkeitstyps eine n-Dotierung bezeichnet. Alternativ können die Halbleiterbauelemente mit invertierter Dotierung ausgebildet werden, sodass der erste Leitfähigkeitstyps eine n-Dotierung sein kann und der zweite Leitfähigkeitstyp eine p-Dotierung. In the present specification, the first conductivity type denotes p-type doping, while the second conductivity type denotes n-type doping. Alternatively, the semiconductor devices may be formed with inverted doping so that the first conductivity type may be n-type doping and the second conductivity type may be p-type doping.

Die Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erläutert werden, betreffen monolithisch integrierte Leistungshalbleiterbauelemente die eine IGBT-, eine RC-IGBT, eine Dioden- oder eine MOSFET-Struktur aufweisen. The embodiments discussed in the present specification relate to monolithically integrated power semiconductor devices having an IGBT, an RC-IGBT, a diode or a MOSFET structure.

Der Begriff „Leistungshalbleiterbauelement", wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll ein Halbleiterbauelement auf einem einzigen Chip bezeichnen, das über eine hohe Spannungssperr- und Schaltfähigkeit und/oder über eine hohe Stromtrag- und Schaltfähigkeit verfügt. Mit anderen Worten sind die Leistungshalbleiterbauelemente für hohe Ströme, typischerweise im Ampere-Bereich, beispielsweise bis zu einige hundert Ampere, und/oder für hohe Spannungen, typischerweise über 200 V, noch typischerweise 600 V und mehr, beispielsweise 5000 V und darüber, geeignet. Derartige Leistungshalbleiterbauelemente können dazu geeignet sein, in Energieversorgungseinrichtungen und Leistungsumrichtern eingesetzt werden. The term "power semiconductor device" as used in the present specification is intended to refer to a single-chip semiconductor device that has high voltage blocking and switching capability and / or high current carrying and switching capability. In other words, the power semiconductor devices are high Currents, typically in the ampere range, for example up to a few hundred amperes, and / or for high voltages, typically over 200 V, still more typically 600 V and more, for example 5000 V and above are suitable for such power semiconductor devices Energy supply equipment and power converters are used.

Im Kontext der vorliegenden Beschreibung sagen Begriffe wie „in ohmschen Kontakt“, „in elektrischen Kontakt“, „in ohmscher Verbindung“ und „elektrisch verbunden“ aus, dass zwischen Regionen, Sektionen, Gebieten oder Teilen eines Halbleiterbauelements oder zwischen unterschiedlichen Anschlüssen von einer oder mehreren Vorrichtungen oder zwischen einem Anschluss oder einer Metallisierung oder einer Elektrode und einem Teil oder eines Gebiets eines Halbleiterbauelements eine niederohmsche elektrische Verbindung oder ein niederohmscher Strompfad besteht. Im Kontext der vorliegenden Beschreibung soll außerdem der Begriff „in Kontakt“ aussagen, dass zwischen zwei Elementen der betreffenden Halbleitervorrichtung eine direkte physikalische Verbindung besteht; beispielsweise, dass ein Übergang zwischen zwei Elementen, die in Kontakt zueinander stehen, keine Zwischenelemente oder ähnliches beinhaltet. In the context of the present specification, terms such as "in ohmic contact,""in electrical contact,""in ohmic connection," and "electrically connected" mean that between regions, sections, regions or portions of a semiconductor device or between different terminals of one or more semiconductor devices a plurality of devices or between a terminal or a metallization or an electrode and a part or region of a semiconductor device is a low-resistance electrical connection or a low-resistance current path. In the context of the present description, moreover, the term "in contact" is intended to indicate that there is a direct physical connection between two elements of the subject semiconductor device; For example, that is a transition between two elements that are in Contact each other, no intermediate elements or the like included.

1A zeigt schematisch einen Ausschnitt eines horizontalen Querschnitts eines Halbleiterbauelements 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Korrespondierend zur 1A, zeigt die 1B schematisch einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts des Halbleiterbauelements 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. 1A schematically shows a section of a horizontal cross section of a semiconductor device 1 according to one or more embodiments. Corresponding to 1A , show the 1B schematically a section of a vertical cross section of the semiconductor device 1 according to one or more embodiments.

Das Halbleiterbauelement 1 umfasst einen Halbleiterkörper 11, wobei der Halbleiterkörper 11 ein aktives Halbleitergebiet 111 und ein Randhalbleitergebiet 112 umfasst. Das Randhalbleitergebiet 112 umgibt das aktive Halbleitergebiet 111 und kann folglich als eine Chip-Randstruktur oder als eine Chip-Abschlussstruktur des Halbleiterbauelements 1 betrachtet werden. Wie weiter in der 1B dargestellt ist, kann das Randoberflächengebiet 122 durch eine umgebende Kante 123 abgeschlossen sein und das Randhalbleitergebiet 112 kann durch umgebende Seitenwände 113 abgeschlossen sein. The semiconductor device 1 comprises a semiconductor body 11 , wherein the semiconductor body 11 an active semiconductor region 111 and an edge semiconductor region 112 includes. The edge semiconductor area 112 surrounds the active semiconductor region 111 and thus may be referred to as a chip edge structure or as a chip termination structure of the semiconductor device 1 to be viewed as. As further in the 1B is shown, the edge surface area 122 through a surrounding edge 123 be completed and the edge semiconductor area 112 can by surrounding sidewalls 113 to be finished.

Das Halbleiterbauelement 1 kann ausgebildet sein zum Führen eines Laststroms, insbesondere mittels des besagten aktiven Halbleitergebiets 111. Mit anderen Worten kann ein vom Halbleiterbauelement 1 geführter Laststrom größtenteils wenigstens Teile des aktiven Halbleitergebiets 111 durchqueren und das Halbleiterbauelement 1 kann derart konstruiert sein, dass der Laststrom im Wesentlichen nicht das Randhalbleitergebiet 112 durchquert. The semiconductor device 1 can be designed to carry a load current, in particular by means of said active semiconductor region 111 , In other words, one of the semiconductor device 1 guided load current largely at least parts of the active semiconductor region 111 traverse and the semiconductor device 1 may be constructed such that the load current is substantially not the edge semiconductor region 112 crosses.

Das aktive Halbleitergebiet 111 weist ein aktives Oberflächengebiet 121 auf und das Randhalbleitergebiet 112 ein Randoberflächengebiet 122. In Übereinstimmung mit den Ausführungsformen, die in der 1A und der 1B dargestellt sind, umgibt das Randoberflächengebiet 122 komplett das aktive Oberflächengebiet 121. Beispielsweise kann auf dem aktiven Oberflächengebiet 121 eine Frontseitenmetallisierung einer Lastkontaktstruktur (in den 1A–B nicht dargestellt) abgeschieden werden, wobei die Frontseitenmetallisierung ausgebildet sein kann zum Einspeisen des Laststroms in den Halbleiterkörper 11, insbesondere in das aktive Halbleitergebiet 111. The active semiconductor area 111 has an active surface area 121 on and the edge semiconductor area 112 a marginal surface area 122 , In accordance with the embodiments described in the 1A and the 1B surrounds the edge surface area 122 completely the active surface area 121 , For example, on the active surface area 121 a front side metallization of a load contact structure (in the 1A -B not shown), wherein the front side metallization may be formed for feeding the load current into the semiconductor body 11 , in particular in the active semiconductor region 111 ,

Das Halbleiterbauelement 1 umfasst eine Teststruktur 13 zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets 112. Insbesondere kann die Teststruktur 13 ausgebildet sein zum Inspizieren des Halbleiterbauelements 1 hinsichtlich mechanischer Schäden, die in dem Randhalbleitergebiet 112 vorhanden sein können oder nicht. The semiconductor device 1 includes a test structure 13 for contactless testing of the edge semiconductor region 112 , In particular, the test structure 13 be designed to inspect the semiconductor device 1 with regard to mechanical damage occurring in the peripheral semiconductor region 112 may or may not be present.

Die Teststruktur 13 beinhaltet einen elektrisch leitfähigen Pfad 131, der auf dem Randoberflächengebiet 122 angeordnet ist. Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Pfad 131 in Kontakt stehen mit dem Randhalbleitergebiet 112. Die Teststruktur 13 ist ausgebildet zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld 5. The test structure 13 includes an electrically conductive path 131 that on the edge surface area 122 is arranged. In particular, the electrically conductive path 131 in contact with the peripheral semiconductor region 112 , The test structure 13 is configured to extract energy from a spaced generated radio frequency electromagnetic test field 5 ,

Das elektromagnetische Radiofrequenz-Testfeld 5, im Folgenden auch als „RF-Testfeld“ bezeichnet, kann beabstandet von dem Halbleiterbauelement 1 erzeugt werden, beispielsweise in einem Abstand von einigen Zentimetern oder Metern. Für diese Zwecke kann ein RF-Testfeldgenerator bereitgestellt werden, was weiter unten etwas näher beschrieben werden wird. Wie weiter unten näher beschrieben werden wird, kann der RF-Testfeldgenerator ein oder mehrere Anregungsmittel zum Erzeugen des RF-Testfelds 5 umfassen. Für manche Anwendungen kann es zweckmäßig sein, wenigstens eines dieser Anregungsmittel in die Nähe des elektrisch leitfähigen Pfades 131 zu positionieren, beispielsweise in einer Distanz von einigen 100 µm. The electromagnetic radio frequency test field 5 , hereinafter also referred to as "RF test field", may be spaced from the semiconductor device 1 be generated, for example, at a distance of a few centimeters or meters. For these purposes, an RF test field generator may be provided, which will be described in more detail below. As will be described in more detail below, the RF test field generator may include one or more excitation means for generating the RF test field 5 include. For some applications, it may be expedient to place at least one of these excitation means in the vicinity of the electrically conductive path 131 to be positioned, for example, at a distance of several 100 microns.

Da der elektrisch leitfähige Pfad 131 auf dem Randoberflächengebiet 122 angeordnet ist, ist die Teststruktur 13 mechanisch an das Randhalbleitergebiet 112 gekoppelt. Insbesondere kann die Teststruktur 13 wenigstens teilweise einen integralen Teil des Halbleiterbauelements 1, insbesondere des besagten Halbleitergebiets 112 bilden. Daher kann die mechanische Beschaffenheit des Randhalbleitergebiets 112 die Beschaffenheit der Teststruktur 13 beeinflussen, insbesondere das Layout des elektrisch leitfähigen Pfads 131. Beispielsweise kann ein mechanischer Schaden des Randhalbleitergebiets 112 den elektrisch leitfähigen Pfad 131 beschädigen, sodass der Pfad 131 einen hohen ohmschen Widerstand aufweist, beispielsweise aufgrund einer Unterbrechung des Pfads 131, die durch den mechanischen Schaden verursacht worden sein kann. As the electrically conductive path 131 on the edge surface area 122 is arranged, is the test structure 13 mechanically to the edge semiconductor region 112 coupled. In particular, the test structure 13 at least partially an integral part of the semiconductor device 1 , in particular of said semiconductor region 112 form. Therefore, the mechanical property of the edge semiconductor region 112 the nature of the test structure 13 in particular, the layout of the electrically conductive path 131 , For example, a mechanical damage of the edge semiconductor region 112 the electrically conductive path 131 damage the path 131 has a high ohmic resistance, for example, due to an interruption of the path 131 which may have been caused by the mechanical damage.

Der elektrisch leitfähige Pfad 131 kann ein geschlossener oder ein fast geschlossener Pfad sein, der das aktive Oberflächengebiet 121 wenigstens einmal vollständig oder fast vollständig umgibt. Beispielsweise kann der elektrisch leitfähigen Pfad 131 einen derartigen Verlauf aufweisen, dass der elektrisch leitfähige Pfad 131 das aktive Oberflächengebiet 121 mehr als einmal, beispielsweise zweimal oder dreimal oder noch häufiger umgibt. The electrically conductive path 131 can be a closed or an almost closed path that defines the active surface area 121 at least once completely or almost completely surrounds. For example, the electrically conductive path 131 have such a course that the electrically conductive path 131 the active surface area 121 surrounds more than once, for example twice or thrice or even more frequently.

Sollte das Randhalbleitergebiet 112 beispielsweise einen oder mehrere mechanische Schäden aufweisen, beispielsweise Brüche, Klüfte, Spalten/Risse, Krater, Löcher und ähnliches, so kann die Energie, die durch die Teststruktur 13 aus dem RF-Testfeld extrahiert worden ist, signifikant abnehmen, beispielsweise bis hin zu ungefähr Null. Wenn aber das Randhalbleitergebiet 112 keinerlei mechanische Schäden aufweist, so kann die extrahierte Energie signifikant von Null abweichen. Daher kann die Teststruktur 13 ein wenig komplexes kontaktloses Testen des Randhalbleitergebiets 112 ermöglichen. Should the edge semiconductor area 112 For example, have one or more mechanical damage, such as fractures, fractures, cracks, craters, holes and the like, so the energy generated by the test structure 13 has been extracted from the RF test field, for example, down to about zero. But if the edge semiconductor area 112 has no mechanical damage, the extracted energy can deviate significantly from zero. Therefore, the test structure 13 a little complex contactless testing of the edge semiconductor region 112 enable.

Um zu testen, ob das Halbleiterbauelement 1 mechanische Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 aufweist oder nicht, kann es ausreichend sein, einen physikalischen Parameter der Teststruktur 13, beispielsweise eine Induktivität des elektrisch leitfähigen Pfads 131, zu messen, beispielsweise mittels des RF-Testfelds 5. To test if the semiconductor device 1 mechanical damage within the peripheral semiconductor region 112 or not, it may be sufficient to have a physical parameter of the test structure 13 , For example, an inductance of the electrically conductive path 131 to measure, for example by means of the RF test field 5 ,

Insbesondere ist die Teststruktur 13 ausgebildet zum Produzieren eines Testsignals in Abhängigkeit von der extrahierten Energie, sodass das produzierte Testsignal ausgestaltet ist, um von einen Testsignaldetektor (in den 1A–B nicht dargestellt), der von dem Halbleiterbauelement 1 beabstandet angeordnet ist, detektiert zu werden. In particular, the test structure 13 configured to produce a test signal in dependence on the extracted energy such that the produced test signal is configured to be fed by a test signal detector (in the 1A -B not shown), that of the semiconductor device 1 spaced apart to be detected.

Beispielsweise kann das von der Teststruktur 13 produzierte detektierbare Testsignal ein Lichtsignal sein. Für diese Zwecke kann die Teststruktur 13 eine (nicht dargestellte) Diode umfassen, wobei die Diode elektrisch an den elektrisch leitfähigen Pfad 131 gekoppelt ist und ausgebildet ist zum Konvertieren der aus dem RF-Testfeld 5 extrahierten Energie in ein detektierbares Lichtsignal. Beispielsweise kann die Anwesenheit des Lichtsignals indikativ für die Abwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein, und die Abwesenheit des Lichtsignals bzw. ein schwaches Lichtsignal kann indikativ sein für die Anwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine hohe Lichtintensität oder eine bestimmte Farbe des Lichtsignals indikativ für die Abwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein, und ein wenig intensives Lichtsignal bzw. eine andere Farbe des Lichtsignals kann indikativ für die Anwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein. For example, that of the test structure 13 produced detectable test signal to be a light signal. For these purposes, the test structure 13 a diode (not shown), wherein the diode is electrically connected to the electrically conductive path 131 is coupled and adapted to convert the from the RF test field 5 extracted energy into a detectable light signal. For example, the presence of the light signal may be indicative of the absence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 may be indicative of the presence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 , According to another embodiment, a high light intensity or color of the light signal may be indicative of the absence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 and a little intense light signal or other color of the light signal may be indicative of the presence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 be.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das von der Teststruktur 13 produzierte detektierbare Testsignal auf dem Erzeugen von Wärme durch die Teststruktur 13 beruhen, i.e., auf einer Verlustleistung in Abhängigkeit von der aus dem RF-Testfeld 5 extrahierten Energie. Beispielsweise ist die Teststruktur 13 ausgebildet zum Konvertieren besagter extrahierte Energie in ohmsche Verluste, die detektiert werden können, beispielsweise mittels eines Testsignaldetektors, der einen thermischen Infrarotdetektor umfasst. Beispielsweise können hohe ohmsche Verluste, also ein großer Temperaturunterschied der Teststruktur 13, indikativ für die Abwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein, und niedrige oder keine ohmsche Verluste, also ein niedriger Temperaturunterschied der Teststruktur 13, können/kann indikativ sein für die Anwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112. According to another embodiment, that of the test structure 13 produced detectable test signal on generating heat through the test structure 13 ie, on a power dissipation depending on the one from the RF test field 5 extracted energy. For example, the test structure 13 configured to convert said extracted energy into resistive losses that may be detected, for example by means of a test signal detector comprising a thermal infrared detector. For example, high ohmic losses, ie a large temperature difference of the test structure 13 , indicative of the absence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 be, and low or no ohmic losses, so a low temperature difference of the test structure 13 , may / may be indicative of the presence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 ,

Weitere Beispiele für ein Testsignal und andere Wege zum Inspizieren der Halbleiterrandregion werden weiter unten dargestellt. Im Ergebnis können mechanische Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 darin resultieren, dass die Teststruktur 13 nicht mehr ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus dem RF-Testfeld 5, beispielsweise, dass die Teststruktur 13 nicht mehr ausgebildet ist zum Konvertieren der extrahierten Energie in ein detektierbares Testsignal. Dies kann eine wenig komplexe und wenig kostenintensive Inspektion des Halbleiterbauelements 1 gewährleisten. Further examples of a test signal and other ways to inspect the semiconductor edge region are shown below. As a result, mechanical damages in the peripheral semiconductor region 112 result in that the test structure 13 is no longer designed to extract energy from the RF test field 5 , for example, that the test structure 13 is no longer designed to convert the extracted energy into a detectable test signal. This can be a little complex and less costly inspection of the semiconductor device 1 guarantee.

Beispielsweise kann das detektierbare Testsignal die extrahierte Energie als solche sein. Beispielsweise kann die Menge der aus dem RF-Testfeld 5 extrahierten Energie gemessen werden, wobei eine hohe Menge von extrahierter Energie indikativ für die Abwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein kann, und wobei eine niedrige Menge von extrahierter Energie indikativ für die Anwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 sein kann. For example, the detectable test signal may be the extracted energy as such. For example, the amount of the RF test field 5 extracted energy, with a high amount of extracted energy indicative of the absence of mechanical damage in the peripheral semiconductor region 112 and wherein a low amount of extracted energy is indicative of the presence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 can be.

Wie in der 1A dargestellt, kann der elektrisch leitfähige Pfad 131 ein geschlossener Pfad sein. Ein geschlossener leitfähiger elektrischer Pfad 131 kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, um besagtes detektierbares Testsignal zu erzeugen, beispielsweise zum Erzeugen besagter ohmscher Verluste. Like in the 1A shown, the electrically conductive path 131 be a closed path. A closed conductive electrical path 131 can be advantageously used to generate said detectable test signal, for example for generating said resistive losses.

An dieser Stelle soll erneut daran erinnert werden, dass der elektrisch leitfähige Pfad 131 eine Diode (nicht dargestellt) umfassen kann bzw. elektrisch an eine Diode gekoppelt sein kann, um besagtes Lichtsignal zu erzeugen, wobei besagte Diode durch einen einfachen geeigneten pn-Übergang gebildet sein kann. At this point, it should be recalled that the electrically conductive path 131 a diode (not shown) may be electrically coupled to a diode to generate said light signal, said diode may be formed by a simple suitable pn junction.

2A zeigt schematisch eine perspektivische Aufsicht auf ein Halbleiterbauelement 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Korrespondierend zu der 2A zeigt die 2B in schematischer Weise eine perspektivische Seitenansicht auf einen Ausschnitt eines vertikalen Querschnitts des Halbleiterbauelements 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die grundsätzliche Beschaffenheit des Halbleiterbauelements 1, das in den 2A–B dargestellt ist, entspricht im Wesentlichen der Beschaffenheit, wie sie in den 1A–B dargestellt ist. Dementsprechend umfasst das Halbleiterbauelement besagten Halbleiterkörper 11, der das Randhalbleitergebiet 112 und das aktive Halbleitergebiet 111 umfasst. Beispielsweise ist der Halbleiterkörper größtenteils eine n-Region. 2A schematically shows a perspective view of a semiconductor device 1 according to one or more embodiments. Corresponding to the 2A show the 2 B a schematic perspective side view of a section of a vertical cross section of the semiconductor device 1 according to one or more embodiments. The basic nature of the semiconductor device 1 that in the 2A -B corresponds essentially corresponds to the nature, as in the 1A -B is shown. Accordingly, the semiconductor device comprises said semiconductor body 11 , the marginal semiconductor area 112 and the active semiconductor region 111 includes. For example, the semiconductor body is largely an n - region.

Das aktive Halbleitergebiet 111 weist das aktive Oberflächengebiet 121 auf, und das Randhalbleitergebiet 112 weist das Randoberflächengebiet 122 auf, wobei die Teststruktur 13 wenigstens teilweise auf dem Randoberflächengebiet 122 angeordnet ist. The active semiconductor area 111 indicates the active surface area 121 on, and the edge semiconductor area 112 indicates the edge surface area 122 on, with the test structure 13 at least partially on the edge surface area 122 is arranged.

In den 2A–B ist das aktive Oberflächengebiet 121 derart dargestellt, dass es gegenüber dem Randoberflächengebiet 122 leicht erhöht angeordnet ist. Es soll aber verstanden werden, dass diese leicht erhöhte Anordnung des aktiven Oberflächengebiets 121 nicht notwendig ist, um das Testen des Randhalbleitergebiets 112 durchzuführen. In the 2A -B is the active surface area 121 such that it faces the edge surface area 122 is arranged slightly elevated. However, it should be understood that this slightly increased arrangement of the active surface area 121 is not necessary to testing the edge semiconductor region 112 perform.

Auf dem aktiven Oberflächengebiet 121 kann eine erste Lastkontaktstruktur 14 angeordnet sein, die eine Frontseitenmetallisierung 141 beinhalten kann. Die erste Lastkontaktstruktur 14 ist in den 2A–B nur schematisch dargestellt. Die erste Lastkontaktstruktur 14 kann ausgebildet sein zum Einspeisen eines Laststroms in das Halbleiterbauelement 1, insbesondere in das aktive Halbleitergebiet 111. Mit anderen Worten durchquert ein von dem Halbleiterbauelement 1 geführter Laststrom insbesondere das aktive Halbleitergebiet 111 und im Wesentlichen nicht das Randhalbleitergebiet 112. On the active surface area 121 may be a first load contact structure 14 be arranged, which is a front side metallization 141 may include. The first load contact structure 14 is in the 2A -B shown only schematically. The first load contact structure 14 may be configured to inject a load current into the semiconductor device 1 , in particular in the active semiconductor region 111 , In other words, one of the semiconductor device traverses 1 guided load current, in particular the active semiconductor region 111 and essentially not the edge semiconductor region 112 ,

Beispielsweise ist die Teststruktur 13 elektrisch von der ersten Lastkontaktstruktur 14 isoliert. An dieser Stelle soll auch verstanden werden, dass die Teststruktur 13 nicht dazu verwendet werden soll, um den Laststrom in den Halbleiterkörper 11 einzuspeisen. For example, the test structure 13 electrically from the first load contact structure 14 isolated. At this point it should also be understood that the test structure 13 should not be used to the load current in the semiconductor body 11 feed.

Die Teststruktur 13 des in den 2A–B dargestellten Halbleiterbauelements 1 beinhaltet besagten elektrisch leitfähigen Pfad 131, der nicht vollständig geschlossen ist, aber fast geschlossen ist. Zwischen einem ersten Ende 131-1 des elektrisch leitfähigen Pfad 131 und einem zweiten Ende 131-2 ist eine kleiner Spalt. The test structure 13 in the 2A -B illustrated semiconductor device 1 includes said electrically conductive path 131 which is not completely closed but is almost closed. Between a first end 131-1 the electrically conductive path 131 and a second end 131-2 is a small gap.

Die Teststruktur 13 umfasst weiterhin eine Kondensator 133, der elektrisch an den elektrisch leitfähigen Pfad 131 gekoppelt ist. Insbesondere beinhaltet der Kondensator 133 eine erste Elektrode 131-1, die elektrisch mit dem ersten Ende 131-1 des elektrisch leitfähigen Pfads 131 verbunden ist, und eine zweite Elektrode 133-2, die elektrisch mit dem zweiten Ende 131-2 des elektrisch leitfähigen Pfad 131 verbunden ist. The test structure 13 further includes a capacitor 133 which electrically connects to the electrically conductive path 131 is coupled. In particular, the capacitor includes 133 a first electrode 131-1 that is electrically connected to the first end 131-1 of the electrically conductive path 131 is connected, and a second electrode 133-2 that is electrically connected to the second end 131-2 the electrically conductive path 131 connected is.

Wie in der 2A dargestellt ist, kann der elektrisch leitfähige Pfad 131, die erste Elektrode 133-1, als auch die zweite Elektrode 133-2 auf dem Randoberflächengebiet 122 angeordnet sein und jeweils das gesamte aktive Oberflächengebiet 121 vollständig umgeben. Beispielsweise können der elektrisch leitfähige Pfad 131, die erste Elektrode 1333-1 und die zweite Elektrode 133-2 eine monolithische Komponente ausbilden, die auf dem Randoberflächengebiet 122 angeordnet ist. Mit anderen Worten können die erste Elektrode 133-1, die zweite Elektrode 133-2 und der elektrisch leitfähigen Pfad 131 durch einen einzigen elektrisch leitfähigen Pfad ausgebildet werden, wobei ein solcher einziger elektrisch leitfähiger Pfad das aktive Oberflächengebiet 121 vollständig umgeben kann. Außerdem kann ein solcher einziger elektrisch leitfähiger Pfad Sektionen umfassen, die im Wesentlichen parallel zueinander und voneinander beabstandet angeordnet sind und zueinander komplementäre Verlaufsrichtungen aufweisen. Like in the 2A is shown, the electrically conductive path 131 , the first electrode 133-1 , as well as the second electrode 133-2 on the edge surface area 122 be arranged and each the entire active surface area 121 completely surrounded. For example, the electrically conductive path 131 , the first electrode 1333-1 and the second electrode 133-2 form a monolithic component on the edge surface area 122 is arranged. In other words, the first electrode 133-1 , the second electrode 133-2 and the electrically conductive path 131 be formed by a single electrically conductive path, wherein such a single electrically conductive path, the active surface area 121 completely surrounded. In addition, such a single electrically conductive path may comprise sections which are arranged substantially parallel to one another and spaced apart from one another and which have mutually complementary directions of progression.

Der Kondensator 133 kann eine Kapazität aufweisen und der elektrisch leitfähige Pfad 131 kann eine Induktivität aufweisen, sodass die Teststruktur 13 wenigstens eine Resonanzfrequenz hat, die definiert ist durch die Induktivität des elektrisch leitfähigen Pfads 131 und die Kapazität des Kondensators 133. The capacitor 133 may have a capacity and the electrically conductive path 131 may have an inductance, so the test structure 13 has at least one resonant frequency, which is defined by the inductance of the electrically conductive path 131 and the capacitance of the capacitor 133 ,

Beispielsweise wird das RF-Testfeld 5 bereitgestellt mit einem Frequenzbereich, der besagte Resonanzfrequenz der Teststruktur 13 beinhaltet. So kann die Teststruktur 13 aus dem RF-Testfeld 5 Energie extrahieren. Ein derartiges Extrahieren von Energie kann detektiert werden durch einen entsprechenden Testsignaldetektor, was weiter unten etwas genauer beschrieben werden wird. For example, the RF test field 5 provided with a frequency range, said resonant frequency of the test structure 13 includes. So can the test structure 13 from the RF test field 5 Extract energy. Such extraction of energy may be detected by a corresponding test signal detector, which will be described in more detail below.

Beispielsweise kann die Anwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 zu einem Verstimmen der Teststruktur 13 führen, sodass die Teststruktur 13 eine signifikant verschiedene Resonanzfrequenz oder gar keine Resonanzfrequenz mehr aufweist aufgrund der Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112. Sollten in dem Randhalbleitergebiet 112 allerdings keine mechanischen Schäden anwesend sein, bleibt die Teststruktur 13 gestimmt und extrahiert Energie aus dem RF-Testfeld 5, falls das RF-Testfeld 5 mit einem Frequenzbereich bereitgestellt wird, der die Resonanzfrequenz beinhaltet. For example, the presence of mechanical damage in the edge semiconductor region 112 to a detuning of the test structure 13 lead, so the test structure 13 has a significantly different resonant frequency or no resonant frequency due to the damage in the edge semiconductor region 112 , Should in the edge semiconductor area 112 however, no mechanical damage is present, the test structure remains 13 tuned and extracted energy from the RF test field 5 if the RF test field 5 is provided with a frequency range including the resonant frequency.

Bei einer weiteren Ausführungsform können sowohl das erste Ende 131-1 und das zweite Ende 131-2, die voneinander beanstandet angeordnet sind, elektrisch an eine Bulk-Region des Halbleiterbauelements 1 gekoppelt sein. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Teststruktur 13 die extrahierte Energie in ohmsche Verluste konvertieren. Besagte Bulk-Region kann ein Teil des Randhalbleitergebiets 112 sein. Außerdem kann die Teststruktur 13 dann beispielsweise keinen pn-Übergang aufweisen oder an keinen pn-Übergang gekoppelt sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der elektrisch leitfähige Pfad 131 eine Diode umfassen bzw. an eine Diode (in 2A nicht dargestellt) zum Erzeugen des besagten Lichtsignal elektrisch gekoppelt sein, wobei die Diode durch einen geeigneten pn-Übergang gebildet werden kann. Beispielsweise kann das erste Ende 131-1 an eine n-Region (oder an eine p-Region) des Randhalbleitergebiets 112 gekoppelt sein, und das zweite Ende 141-2 kann an eine p-Region (oder an ein n-Region) des Randhalbleitergebiets 112 gekoppelt sein. In another embodiment, both the first end 131-1 and the second end 131-2 electrically spaced from one another, electrically to a bulk region of the semiconductor device 1 be coupled. In such an embodiment, the test structure 13 convert the extracted energy into resistive losses. Said bulk region may be part of the peripheral semiconductor region 112 be. In addition, the test structure 13 then, for example, have no pn junction or be coupled to no pn junction. In another embodiment, the electrically conductive path 131 comprise a diode or to a diode (in 2A not shown) for generating said light signal to be electrically coupled, wherein the diode may be formed by a suitable pn junction. For example, the first end 131-1 to an n-region (or to a p-region) of the edge semiconductor region 112 be coupled, and the second end 141-2 may be to a p-region (or to an n-region) of the edge semiconductor region 112 be coupled.

Nun betrachtend insbesondere die 2B, so kann das Halbleiterbauelement 1 außerdem einen Isolator 132 umfassen, beispielsweise ein Dielektrikum, zum Beispiel ein Oxid, wobei der Isolator 132 den elektrisch leitfähigen Pfad 131 elektrisch von dem Randhalbleitergebiet 112 isoliert. Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Pfad 131 mittels des Isolators 132 mechanisch an das Randhalbleitergebiet 112 gekoppelt sein. Now considering in particular the 2 B , so may the semiconductor device 1 also an insulator 132 include, for example, a dielectric, for example, an oxide, wherein the insulator 132 the electrically conductive path 131 electrically from the edge semiconductor region 112 isolated. In particular, the electrically conductive path 131 by means of the insulator 132 mechanically to the edge semiconductor region 112 be coupled.

Die Teststruktur 13 kann weiterhin einen Graben 133-3 umfassen, der in dem Randhalbleitergebiet 112 angeordnet ist. Der Graben 133-3 kann Ladungsträger eines ersten Leitfähigkeitstyps umfassen. Beispielsweise ist der Graben 133-3 im Wesentlichen eine p-Region. The test structure 13 can continue digging 133-3 in the peripheral semiconductor region 112 is arranged. The ditch 133-3 may comprise charge carriers of a first conductivity type. For example, the ditch 133-3 essentially a p-region.

Insbesondere, wie in der 2B dargestellt, können der Graben 133-3 und/oder der Isolator 132 einen integralen Bestandteil des Randhalbleitergebiets 112 bilden. Außerdem können die Elektroden 133-1 und 133-2 und/oder der elektrisch leitfähige Pfad 131 in Kontakt stehen mit dem Randoberflächengebiet 122. Daher können mechanische Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 die Teststruktur 13 verstimmen, sodass die Teststruktur 13 dann nicht mehr ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie, beispielsweise sodass die Teststruktur 13 eine signifikant veränderte Resonanzfrequenz aufweist. In particular, as in the 2 B pictured, the trench can 133-3 and / or the insulator 132 an integral part of the edge semiconductor region 112 form. In addition, the electrodes can 133-1 and 133-2 and / or the electrically conductive path 131 in contact with the edge surface area 122 , Therefore, mechanical damage within the peripheral semiconductor region 112 the test structure 13 detune, so the test structure 13 then is no longer trained to extract energy, for example, so that the test structure 13 has a significantly altered resonant frequency.

Für den Fall, dass die Teststruktur 13 Energie aus dem RF-Testfeld 5 extrahiert, kann sich ein zwischen den Elektroden 133-1 und 133-2 auf das Extrahieren hin erzeugtes elektrisches Feld in den Graben 133-3 erstrecken. Mit anderen Worten kann die Teststruktur 13 wenigstens einen Teil der extrahierten Energie in das besagte elektrische Feld zwischen den Elektroden 133-1 133-2 konvertieren, wobei das erzeugt elektrische Feld in das Randhalbleitergebiet 112 hineinragt, insbesondere wenigstens teilweise durch den Graben 133-3. In the event that the test structure 13 Energy from the RF test field 5 extracted, one can be between the electrodes 133-1 and 133-2 electric field generated in the trench upon extraction 133-3 extend. In other words, the test structure 13 at least a portion of the extracted energy into said electric field between the electrodes 133-1 133-2 which generates electric field in the edge semiconductor region 112 protrudes, in particular at least partially through the trench 133-3 ,

Der Graben 133-3 kann eine erste Zone 133-31 und eine zweite Zone 133-32 umfassen, wobei beide Zonen 133-3 und 133-32 Ladungsträger eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen können. Beispielsweise handelt es sich bei den beiden Zonen 133-31 und 133-32 im Wesentlichen um n+-Regionen. Die erste Zone 133-31 kann mit der ersten Elektrode 133-1 in Kontakt stehen, und die zweite Zone 133-32 kann von der ersten Zone 133-31 getrennt angeordnet sein und in Kontakt stehen mit der zweiten Elektrode 133-2 des Kondensators 133. Also kann die Teststruktur 13 zwei pn-Übergänge umfassen, wobei ein erster pn-Übergang durch einen Übergang zwischen der ersten Zone 133-31 und dem Graben 133-3 ausgebildet ist, und wobei ein zweiter pn-Übergang durch einen Übergang zwischen der zweiten Zone 133-32 und dem Graben 133-3 ausgebildet ist. Somit kann die Beschaffenheit des Kondensators 133, wie sie in den 2A und 2B dargestellt ist, eine Varaktor-Struktur darstellen. Alternativ kann der Kondensator 133 mittels eines dünnen Gate-Oxids ausgebildet werden, das zwischen den Elektroden 133-1 und 133-2 positioniert ist. The ditch 133-3 can be a first zone 133-31 and a second zone 133-32 include, both zones 133-3 and 133-32 Contain charge carriers of a second conductivity type. For example, the two zones are 133-31 and 133-32 essentially around n + regions. The first zone 133-31 can with the first electrode 133-1 in contact, and the second zone 133-32 can from the first zone 133-31 be arranged separately and in contact with the second electrode 133-2 of the capacitor 133 , So the test structure can 13 two pn junctions, with a first pn junction passing through a transition between the first zone 133-31 and the ditch 133-3 is formed, and wherein a second pn junction by a transition between the second zone 133-32 and the ditch 133-3 is trained. Thus, the nature of the capacitor 133 as they are in the 2A and 2 B is shown to represent a varactor structure. Alternatively, the capacitor 133 be formed by a thin gate oxide between the electrodes 133-1 and 133-2 is positioned.

3 zeigt schematisch einen Ersatzschaltkreis der Teststruktur 13, wie sie in den 2A und 2B dargestellt ist. Dementsprechend beinhaltet die Teststruktur 13 den elektrisch leitfähigen Pfad 131, der eine Induktivität aufweist, und der daher als eine Spule dargestellt ist. Der Kondensator 133 ist zu dem elektrisch leitfähigen Pfad 131 parallel geschaltet, wobei die erste Elektrode 133-1 elektrisch mit dem ersten Ende 131-1 verbunden ist, und die zweite Elektrode 133-2 elektrisch mit dem zweiten Ende 131-2 des elektrisch leitfähigen Pfads 131 verbunden ist. Außerdem erstreckt sich das zwischen den beiden Elektroden 133-1 und 133-2 erzeugte elektrische Feld in den Graben 133-3, der innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 angeordnet ist. Der erste pn-Übergang, der durch einen Übergang zwischen der ersten Zone 133-31 und dem Graben 133-3 ausgebildet ist, ist als eine erste Diode 134 dargestellt, und der zweite pn-Übergang, der durch einen Übergang zwischen der zweiten Zone 133-32 und dem Graben 133-3 ausgebildet ist, ist als eine zweite Diode 135 dargestellt. 3 schematically shows an equivalent circuit of the test structure 13 as they are in the 2A and 2 B is shown. Accordingly, the test structure includes 13 the electrically conductive path 131 which has an inductance and which is therefore shown as a coil. The capacitor 133 is to the electrically conductive path 131 connected in parallel, the first electrode 133-1 electrically with the first end 131-1 connected, and the second electrode 133-2 electrically with the second end 131-2 of the electrically conductive path 131 connected is. In addition, this extends between the two electrodes 133-1 and 133-2 generated electric field in the trench 133-3 , which is within the edge semiconductor region 112 is arranged. The first pn junction, passing through a transition between the first zone 133-31 and the ditch 133-3 is formed, is as a first diode 134 represented, and the second pn junction, by a transition between the second zone 133-32 and the ditch 133-3 is formed, is as a second diode 135 shown.

Sowohl die Anode 134-1 des ersten pn-Übergangs (Diode) 134 als auch die Anode 135-1 des zweiten pn-Übergangs (Diode) 135 sind folglich durch den Graben 133-3, der die Ladungsträger des ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, ausgebildet. Die Kathode 134-2 des ersten pn-Übergangs (Diode) 134 ist ausgebildet durch die erste Zone 133-31, die Ladungsträger des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst und die elektrisch mit der ersten Elektrode 131-1 des Kondensators 133 verbunden ist. Dementsprechend ist die Kathode 135-2 des zweiten pn-Übergangs (Diode) 135 durch die zweite Zone 133-32 ausgebildet, die Ladungsträger des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst und die mit der zweiten Elektrode 133-2 des Kondensators 133 verbunden ist. Also sind die beiden pn-Übergang 134 und 135 antiseriell zueinander geschaltet. Both the anode 134-1 of the first pn junction (diode) 134 as well as the anode 135-1 of the second pn junction (diode) 135 are therefore through the trench 133-3 comprising the charge carrier of the first conductivity type is formed. The cathode 134-2 of the first pn junction (diode) 134 is formed by the first zone 133-31 comprising charge carriers of the second conductivity type and electrically connected to the first electrode 131-1 of the capacitor 133 connected is. Accordingly, the cathode 135-2 of the second pn junction (diode) 135 through the second zone 133-32 formed, the charge carriers of the second conductivity type comprises and those with the second electrode 133-2 of the capacitor 133 connected is. So the two are PN transition 134 and 135 antiserially switched to each other.

4 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 3 zum kontaktlosen Testen eines Randhalbleitergebiets eines Halbleiterbauelements 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Um es einfach zu halten, ist das Halbleiterbauelement 1, das in der 4 dargestellt ist, ähnlich zu der Ausführungsform nach der 1A dargestellt. Allerdings sollte verstanden werden, dass das Halbleiterbauelement 1, das zu testen ist, eine andere Beschaffenheit aufweisen könnte, beispielsweise eine Beschaffenheit, wie sie beispielhaft in den 2A und 2B dargestellt ist. Was das Halbleiterbauelement 1 anbelangt, das von der Vorrichtung 3 getestet wird, kann somit auf das Vorstehende verwiesen werden, insbesondere auf die Beschreibung betreffend die 1A und 1B. 4 schematically shows a block diagram of a device 3 for contactless testing of a peripheral semiconductor region of a semiconductor device 1 according to one or more embodiments. Around keeping it simple is the semiconductor device 1 that in the 4 is shown, similar to the embodiment of the 1A shown. However, it should be understood that the semiconductor device 1 which is to be tested, could have a different nature, for example, a nature, as exemplified in 2A and 2 B is shown. What the semiconductor device 1 As far as the device is concerned 3 Thus, reference may be made to the above, and in particular to the description concerning the 1A and 1B ,

Die Vorrichtung 3 umfasst einen Generator 31 und einen Testsignaldetektor 32, die operativ aneinander gekoppelt sein können. Der Generator 31 ist ausgebildet zum Erzeugen des RF-Testfelds 5 beabstandet von dem Halbleiterbauelement 1 und zum Richten des erzeugten RF-Testfelds 5 auf die Teststruktur 13 des Halbleiterbauelements 1. The device 3 includes a generator 31 and a test signal detector 32 that can be operatively linked to each other. The generator 31 is designed to generate the RF test field 5 spaced from the semiconductor device 1 and for directing the generated RF test field 5 on the test structure 13 of the semiconductor device 1 ,

Beispielsweise können die Vorrichtung 3 und des Halbleiterbauelement 1 voneinander beabstandet angeordnet sein. Insbesondere ist ein exaktes Positionieren des Halbleiterbauelements 1 nicht notwendig, um das Halbleiterbauelement 1 zu testen. Es sollte nur sichergestellt werden, dass das RF-Testfeld 5 von der Teststruktur 13 empfangen wird, sodass die Teststruktur 13 aus dem RF-Testfeld 5 Energie extrahieren kann. For example, the device can 3 and the semiconductor device 1 be spaced from each other. In particular, an exact positioning of the semiconductor device is 1 not necessary to the semiconductor device 1 to test. It should only be ensured that the RF test field 5 from the test structure 13 is received, so the test structure 13 from the RF test field 5 Can extract energy.

Wie oben im Detail erläutert worden ist, ist die Teststruktur 13 des Halbleiterbauelements 1 ausgebildet zum Erzeugen eines Testsignals in Abhängigkeit von der extrahierten Energie, sodass das Testsignal von dem Testsignaldetektor 32 der Vorrichtung 3 detektiert werden kann. Verschiedene Beispiele eines solchen detektierbare Testsignals wurden bereits oben gegeben. Beispielsweise kann das Testsignal durch die Menge der extrahierten Energie selbst begründet sein. Somit kann der Testsignaldetektor 32 ausgebildet sein zum Detektieren, dass eine bestimmte Menge von Energie des erzeugten RF-Testfelds 5 von der Teststruktur 13 extrahiert worden ist. Bei einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem von der Teststruktur 13 erzeugten Testsignal um ein Lichtsignal. Für diese Zwecke kann, wie oben erläutert worden ist, die Teststruktur 13 eine Diode umfassen, die ausgebildet ist zum Konvertieren der extrahierten Energie in ein Lichtsignal. Demnach kann der Testsignaldetektor 32 ausgebildet sein zum Detektieren eines solchen Lichtsignals. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Teststruktur 13 ausgebildet sein zum Konvertieren der extrahierten Energie in ohmsche Verluste, womit sie Wärme produziert (Verlustleistung). Also kann der Testsignaldetektor 32 ausgebildet sein zum Detektieren einer Temperaturänderung des Halbleiterbauelements 1. Beispielsweise kann eine derartige Detektion auf einer thermischen Infrarot-Detektion beruhen. As explained in detail above, the test structure is 13 of the semiconductor device 1 configured to generate a test signal in dependence on the extracted energy, so that the test signal from the test signal detector 32 the device 3 can be detected. Various examples of such a detectable test signal have already been given above. For example, the test signal may be substantiated by the amount of energy extracted itself. Thus, the test signal detector 32 be configured to detect that a certain amount of energy of the generated RF test field 5 from the test structure 13 has been extracted. In another embodiment, that of the test structure 13 generated test signal to a light signal. For these purposes, as explained above, the test structure 13 comprise a diode configured to convert the extracted energy into a light signal. Thus, the test signal detector 32 be configured to detect such a light signal. In another embodiment, the test structure 13 be designed to convert the extracted energy into ohmic losses, thus producing heat (power dissipation). So the test signal detector can 32 be configured to detect a change in temperature of the semiconductor device 1 , For example, such detection may be based on thermal infrared detection.

Beispielsweise ist eine hohe Menge von extrahierter Energie, beispielsweise ein starkes Lichtsignal oder ein signifikanter Temperaturunterschied des Halbleiterbauelements 1 indikativ für die Abwesenheit von mechanischen Schäden in dem Randhalbleitergebiet 112 des Halbleiterbauelements 1. Sollte die Teststruktur 13 jedoch im Wesentlichen keine Energie aus dem RF-Testfeld 5 extrahieren, beispielsweise wenn die Teststruktur nur ein schwaches Lichtsignal oder kein Lichtsignal produziert, oder wenn das Halbleiterbauelement 1 keinen signifikanten Temperaturunterschied aufweist, nachdem es dem RF-Testfeld 5 ausgesetzt worden ist, so kann dies indikativ für die Anwesenheit von mechanischen Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 sein. Dies liegt daran, dass die mechanische Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 auch die Teststruktur 13 beschädigen können, sodass die Teststruktur 13 dann nicht mehr ausgebildet ist, Energie aus dem RF-Testfeld 5 zu extrahieren, wie es oben etwas genauer erläutert worden ist. For example, a high amount of extracted energy, such as a strong light signal or a significant temperature difference of the semiconductor device 1 indicative of the absence of mechanical damage in the peripheral semiconductor region 112 of the semiconductor device 1 , Should the test structure 13 however, essentially no energy from the RF test field 5 extract, for example, if the test structure produces only a weak light signal or no light signal, or if the semiconductor device 1 has no significant temperature difference after passing the RF test field 5 This may be indicative of the presence of mechanical damage within the edge semiconductor region 112 be. This is because the mechanical damage within the peripheral semiconductor region 112 also the test structure 13 can damage, so the test structure 13 then no longer trained, energy from the RF test field 5 to extract, as it has been explained in more detail above.

Etwas allgemeiner gesprochen kann das Halbleiterbauelement 1 ausgebildet sein, bei einer Frequenz von einigen kHz bis hin zu einigen 100 kHz betrieben zu werden. Eine derartige Betriebsfrequenz ist typisch für Leistungshalbleiterbauelemente, wie sie oben erwähnt worden sind. Um ein Beispiel zu nennen, kann ein Leistungs-IGBT bei einer Schaltfrequenz von bis zu einigen 100 kHz betrieben werden. Beispielsweise stellt der Generator 31 das RF-Testfeld 5 mit einer Frequenz bereit, die mindestens zweimal so hoch ist wie die Betriebsfrequenz, für die das Halbleiterbauelement 1 ausgebildet ist. Beispielsweise weist das vom Generator 31 erzeugte RF-Testfeld 5 eine Frequenz im Bereich von einigen MHz auf. Bei einer Ausführungsform ist die Teststruktur 13 nur dann ausgebildet, Energie aus dem RF-Testfeld 5 zu extrahieren, wenn die Frequenz des RF-Testfelds 5 ein Vielfaches des Betriebsfrequenzbereichs beträgt, für welchen das Halbleiterbauelement 1 ausgelegt ist. More generally speaking, the semiconductor device can 1 be designed to be operated at a frequency of a few kHz to a few 100 kHz. Such an operating frequency is typical of power semiconductor devices as mentioned above. As an example, a power IGBT may be operated at a switching frequency of up to several 100 kHz. For example, the generator provides 31 the RF test field 5 with a frequency at least twice as high as the operating frequency for which the semiconductor device 1 is trained. For example, this indicates from the generator 31 generated RF test field 5 a frequency in the range of several MHz. In one embodiment, the test structure is 13 only trained energy from the RF test field 5 to extract if the frequency of the RF test field 5 is a multiple of the operating frequency range for which the semiconductor device 1 is designed.

Ein Schaltkreisdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung 3 ist schematisch in der 5 dargestellt. Demnach kann der Generator 31 einen Leistungsschaltkreis 311 umfassen, wobei der Leistungsschaltkreis 311 vier Schalter 311-1 bis 311-4 umfasst, bei welchen es sich um Halbleitertransistoren handeln kann. Der Leistungsschaltkreis 311 des Generators 31 ist an erste Anregungsmittel 313 und an zweite Anregungsmittel 314 gekoppelt. Sowohl die ersten Anregungsmittel 313 als auch die zweiten Anregungsmittel 314 können als eine jeweilige Spule ausgebildet sein. Außerdem kann der Leistungsschaltkreis 111 an eine Spannungsquelle 34 und an Masse 33 gekoppelt sein. Ferner kann der Generator 31 eine Stromquelle 312 aufweisen, die zwischen Masse 33 und dem Schalter 311-2 gekoppelt ist. Die Stromquelle 312 kann eine Gleichstromquelle sein, welchen einen Ausgleichsstrom bereitstellt. Der Leistungsschaltkreis 111 kann ausgebildet sein zum Bereitstellen eines ersten elektrischen Leistungssignals für die ersten Anregungsmittel 313 und eines zweiten elektrischen Leistungssignals für die zweiten Anregungsmittel 314. A circuit diagram of an exemplary embodiment of the device 3 is schematic in the 5 shown. Accordingly, the generator can 31 a power circuit 311 include, wherein the power circuit 311 four switches 311-1 to 311-4 includes, which may be semiconductor transistors. The power circuit 311 of the generator 31 is the first stimulant 313 and second excitation means 314 coupled. Both the first stimulants 313 as well as the second stimulants 314 may be formed as a respective coil. In addition, the power circuit 111 to a voltage source 34 and to earth 33 be coupled. Furthermore, the generator 31 a power source 312 exhibit that between mass 33 and the switch 311-2 is coupled. The power source 312 may be a DC source, which is a balancing current provides. The power circuit 111 may be configured to provide a first electrical power signal for the first excitation means 313 and a second electrical power signal for the second excitation means 314 ,

Die ersten Anregungsmittel 313 können das erste elektrische Leistungssignal in das RF-Testfeld 5 konvertieren. Die zweiten Anregungsmittel 314 können das zweite elektrische Leistungssignal in ein elektromagnetisches Radiofrequenz-Testfeld, im Folgenden als RF-Referenzfeld bezeichnet, konvertieren. The first stimulants 313 can be the first electrical power signal in the RF test field 5 convert. The second excitation means 314 may convert the second electrical power signal into a radio frequency electromagnetic test field, hereinafter referred to as an RF reference field.

Das RF-Testfeld 5 wird von der Teststruktur 13 empfangen, wobei die Teststruktur 13 bei dem gezeigten Beispiel den Kondensator 133 und den elektrisch leitfähigen Pfad 131 umfasst, wie in der 5 dargestellt. Ein Abstand zwischen dem elektrisch leitfähigen Pfad 131 und den ersten Anregungsmitteln 313, die beispielsweise als besagte Spule ausgebildet sind, kann einige 100 µm betragen. Beispielsweise liegt der Abstand innerhalb des Bereichs von 90 µm bis 900 µm. The RF test field 5 is from the test structure 13 received, with the test structure 13 in the example shown, the capacitor 133 and the electrically conductive path 131 includes, as in the 5 shown. A distance between the electrically conductive path 131 and the first excitation means 313 , which are formed, for example, as said coil may be several 100 microns. For example, the distance is within the range of 90 μm to 900 μm.

Das RF-Referenzfeld wird von einer Referenzstruktur 13’ empfangen, die ein Teil der besagten Vorrichtung 3 sein kann. Die Referenzstruktur 13’ ist auch auf Masse 33 geschaltet. Insbesondere kann die Referenzstruktur 13’ eine ähnliche oder identische Beschaffenheit aufweisen wie die Teststruktur 13. Demnach kann die Referenzstruktur 13’ einen Referenzpfad 131’ und einen Referenzkondensator 133’ umfassen, wobei der Referenzpfad 131’ dieselbe oder eine ähnliche Induktivität aufweisen kann wie der elektrisch leitfähige Pfad 131, und wobei der Referenzkondensator 133’ dieselbe oder eine ähnliche Kapazität aufweisen kann wie der Kondensator 133 der Teststruktur 13. The RF reference field is derived from a reference structure 13 ' which are part of the said device 3 can be. The reference structure 13 ' is also on Earth 33 connected. In particular, the reference structure 13 ' have a similar or identical nature as the test structure 13 , Accordingly, the reference structure 13 ' a reference path 131 ' and a reference capacitor 133 ' include, wherein the reference path 131 ' may have the same or a similar inductance as the electrically conductive path 131 , and wherein the reference capacitor 133 ' may have the same or a similar capacity as the capacitor 133 the test structure 13 ,

Folglich kann der Generator 31 eine Oszillatorstruktur aufweisen, die eine Oszillatorfrequenz aufweist, die von der Teststruktur 13 abhängig ist. Bei der schematisch in der 5 dargestellten Anordnung kann das von der Teststruktur 13 erzeugte Testsignal eine differenzielle Spannung beeinflussen, die an Ausgängen des Leistungsschaltkreises 311 messbar ist. Eine derartige differenzielle Spannung kann von dem Testsignaldetektor 32 gemessen werden, der ein entsprechendes Messgerät aufweisen kann. Consequently, the generator can 31 have an oscillator structure having an oscillator frequency different from the test structure 13 is dependent. In the schematic in the 5 The arrangement shown can be that of the test structure 13 generated test signal affect a differential voltage at outputs of the power circuit 311 is measurable. Such a differential voltage may be from the test signal detector 32 be measured, which may have a corresponding meter.

Sollte die Teststruktur 13 aufgrund von mechanischen Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 verstimmt werden, so kann eine Frequenz der von dem Testsignaldetektor 32 detektierten differenziellen Spannung von einer Frequenz abweichen, die vorliegen würde, wenn die Teststruktur 13 nicht aufgrund von mechanischen Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 verstimmt worden wäre, also unterschiedlich zu einer Frequenz sein, die im Falle einer Abwesenheit von mechanischen Schäden innerhalb des Randhalbleitergebiets 112 erzeugt werden würde. Should the test structure 13 due to mechanical damage within the edge semiconductor region 112 be detuned, so can a frequency of the test signal detector 32 detected differential voltage deviate from a frequency that would be present if the test structure 13 not due to mechanical damage within the edge semiconductor region 112 be different, so be different in frequency, in the absence of mechanical damage within the peripheral semiconductor region 112 would be generated.

7 zeigt in schematischer Weise ein Flussdiagramm eines Verfahrens 4 zum Testen eines Halbleiterrandgebiets eines Halbleiterbauelements nach einer oder mehreren Ausführungsformen, beispielsweise zum Testen des Halbleiterbauelements 1 gemäß einer der in den 1A bis 2B dargestellten Ausführungsformen. Das Verfahren 4 umfasst den Schritt 41 des Erzeugen eines elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfelds 5 beabstandet von dem Halbleiterbauelement 1 und das Richten, im Rahmen eines zweiten Schritts 42, des erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfelds 5 auf die Teststruktur 13 des Halbleiterbauelements 1. In einem dritten Schritt 43 wird das Testsignal, das von der Teststruktur 13 in Abhängigkeit der von der Teststruktur 13 aus dem elektromagnetischen Radiofrequenz Testfeld extrahierten Energie produziert worden ist, detektiert. Zusammenfassend kann das Verfahren 4 zum kontaktlosen Testen eines Halbleiterbauelements 1 ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung 3, die oben mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben worden ist, darstellen. Insoweit wird auf das Vorstehende verwiesen. 7 schematically shows a flowchart of a method 4 for testing a semiconductor edge region of a semiconductor device according to one or more embodiments, for example for testing the semiconductor device 1 according to one of the 1A to 2 B illustrated embodiments. The procedure 4 includes the step 41 generating an electromagnetic radio frequency test field 5 spaced from the semiconductor device 1 and judging, as part of a second step 42 , the generated electromagnetic radio frequency test field 5 on the test structure 13 of the semiconductor device 1 , In a third step 43 becomes the test signal that comes from the test structure 13 depending on the test structure 13 from the electromagnetic radio frequency test field extracted energy has been detected detected. In summary, the procedure 4 for contactless testing of a semiconductor device 1 a method of operating the device 3 that above with respect to the 4 and 5 has been described. In that regard, reference is made to the above.

6 zeigt in schematischer Weise ein Flussdiagramm eines Verfahrens 2 zum Herstellen eines Halbleiterbauelements gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, beispielsweise zum Herstellen des Halbleiterbauelements 1 gemäß einer der in den 1A bis 2B dargestellten Ausführungsformen. 6 schematically shows a flowchart of a method 2 for producing a semiconductor component according to one or more embodiments, for example for producing the semiconductor component 1 according to one of the 1A to 2 B illustrated embodiments.

In einem ersten Schritt 21 wird der Halbleiterkörper 11 produziert, wobei der Halbleiterkörper 11 das aktive Halbleitergebiet 111 und ein Randhalbleitergebiet 112 umfasst, welches das aktive Halbleitergebiet 111 umgibt. Wie oben beschrieben worden ist, weist das aktive Halbleitergebiet 111 das aktive Oberflächengebiet 121 auf, und das Randhalbleitergebiet 112 weist das Randoberflächengebiet 122 auf. Beispielsweise kann der Halbleiterkörper 11 derart produziert werden, dass der Halbleiterkörper 11 Ladungsträger des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst. In a first step 21 becomes the semiconductor body 11 produced, wherein the semiconductor body 11 the active semiconductor region 111 and an edge semiconductor region 112 comprising the active semiconductor region 111 surrounds. As described above, the active semiconductor region 111 the active surface area 121 on, and the edge semiconductor area 112 indicates the edge surface area 122 on. For example, the semiconductor body 11 be produced such that the semiconductor body 11 Charge carrier of the second conductivity type comprises.

In einem zweiten Schritt 22 wird auf dem aktiven Oberflächengebiet 121 eine Frontseitenmetallisierung 141 erzeugt, wobei die Frontseitenmetallisierung 141 ein Frontseitenmetallisierungsmaterial umfasst. Beispielsweise kann die Frontseitenmetallisierung 141 ausgebildet sein zum Einspeisen eines Laststroms in den Halbleiterkörper 11, insbesondere in das aktive Halbleitergebiet 111. In a second step 22 will be on the active surface area 121 a front side metallization 141 generated, with the front side metallization 141 a front side metallization material. For example, the front side metallization 141 be formed for feeding a load current into the semiconductor body 11 , in particular in the active semiconductor region 111 ,

In einem dritten Schritt 23 wird auf dem Randoberflächengebiet 122 die Teststruktur 13 erzeugt. Der Schritt des Erzeugens der Teststruktur 13 beinhaltet das Erzeugen des elektrisch leitfähigen Pfads 131 auf dem Randoberflächengebiet 122. Der elektrisch leitfähige Pfad 131 wird derart produziert, dass er dasselbe Frontseitenmetallisierungsmaterial aufweist wie die Frontseitenmetallisierung 141. Beispielsweise umfassen sowohl der elektrisch leitfähige Pfad 131 und die Frontseitenmetallisierung 141 wenigstens eines des Folgenden: Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer, Gold, Silber und/oder eine weitere Metalllegierung. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Frontseitenmetallisierungsmaterial, das sowohl in dem elektrisch leitfähigen Pfad 131 als auch in der Frontseitenmetallisierung 141 vorhanden sein kann, wenigstens eines des Folgenden: Nickel, hoch dotiertes Polysilizium, Magnesium und/oder eine Magnesiumlegierung. In a third step 23 becomes on the edge surface area 122 the test structure 13 generated. The step of generating the test structure 13 involves generating the electrical conductive path 131 on the edge surface area 122 , The electrically conductive path 131 is produced to have the same front side metallization material as the front side metallization 141 , For example, both include the electrically conductive path 131 and the front side metallization 141 at least one of the following: aluminum, an aluminum alloy, copper, gold, silver and / or another metal alloy. In another embodiment, the front side metallization material includes both in the electrically conductive path 131 as well as in the front side metallization 141 may be present, at least one of the following: nickel, highly doped polysilicon, magnesium and / or a magnesium alloy.

Beispielsweise werden die Frontseitenmetallisierung 141 und der elektrisch leitfähige Pfad 131 gleichzeitig erzeugt. Zum Beispiel können die Frontseitenmetallisierung 141 und der elektrisch leitfähige Pfad 131 durch Verwenden ein und derselben Metallisierungsvorrichtung erzeugt werden. Mit anderen Worten kann das Erzeugen der Teststruktur 13 auf dem Randoberflächengebiet 122 in einfacher Weise in bereits existierende Halbleiterfertigungslinien integriert werden, da dieselbe Metallisierungsvorrichtung verwendet werden kann und/oder da der elektrisch leitfähige Pfad 131 und die Frontseitenmetallisierung 141 dasselbe Frontseitenmetallisierungsmaterial aufweisen können. Bei einer Ausführungsform enthält der die Elektroden 131-1 und 131-2 umfassende Kondensator 133 ebenfalls dasselbe Frontseitenmetallisierungsmaterial wie die Frontseitenmetallisierung 141. For example, the front side metallization 141 and the electrically conductive path 131 generated simultaneously. For example, the front side metallization 141 and the electrically conductive path 131 by using one and the same metallization device. In other words, generating the test structure 13 on the edge surface area 122 can be easily integrated into already existing semiconductor production lines, since the same metallization device can be used and / or because the electrically conductive path 131 and the front side metallization 141 may have the same front metallization material. In one embodiment, it contains the electrodes 131-1 and 131-2 comprehensive capacitor 133 also the same front side metallization material as the front side metallization 141 ,

Wie oben beschrieben worden ist, kann die Teststruktur 13 ausgebildet sein zum Extrahieren von Energie aus dem RF-Testfeld 5. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll diese Formulierung jedoch nicht notwendigerweise implizieren, dass die Teststruktur 13 die extrahierte Energie „absorbieren“ muss, beispielsweise durch Konvertieren der extrahierten Energie in ohmsche Verluste, in Licht oder in etwas ähnliches. Wenn man beispielsweise die Ausführungsform betrachtet, die schematisch in der 5 dargestellt ist, so kann die Teststruktur 13 im Wesentlichen lediglich den Kondensator 133 und den elektrisch leitfähigen Pfad 131 umfassen und somit kaum ohmsche Verluste produzieren, wenn sie dem RF-Testfeld 5 ausgesetzt wird. As described above, the test structure 13 be designed to extract energy from the RF test field 5 , In the context of the present description, however, this formulation is not necessarily intended to imply that the test structure 13 must "absorb" the extracted energy, for example by converting the extracted energy into ohmic losses, into light or something similar. For example, considering the embodiment schematically illustrated in FIG 5 is shown, so the test structure 13 essentially only the capacitor 133 and the electrically conductive path 131 and thus hardly produce ohmic losses when they pass the RF test field 5 is suspended.

Bei den vorstehenden Ausführungen wurden Ausführungsformen betreffend Halbleiterbauelemente, Halbleiterkomponenten und Halbleitervorrichtungen beschrieben. Beispielsweise basieren diese Ausführungsformen auf Silizium (Si). Demnach kann eine monokristalline Halbleiterschicht oder monokristalline Halbleiterregion, beispielsweise die Halbleiterregionen 11, 111, 112, 133-3, 133-31, 133-32 von beispielhaften Ausführungsformen typischerweise eine monokristalline Si-Region oder Si-Schicht sein. Bei anderen Ausführungsformen kann polykristallines oder amorphes Silizium verwendet werden. In the above embodiments, embodiments of semiconductor devices, semiconductor components, and semiconductor devices have been described. For example, these embodiments are based on silicon (Si). Thus, a monocrystalline semiconductor layer or monocrystalline semiconductor region, for example, the semiconductor regions 11 . 111 . 112 . 133-3 . 133-31 . 133-32 of exemplary embodiments, typically be a monocrystalline Si region or Si layer. In other embodiments, polycrystalline or amorphous silicon may be used.

Es soll aber verstanden werden, dass die Halbleiterregionen 11, 111, 112, 133-3, 133-31, 133-32 aus jedem beliebigen Halbleitermaterial gebildet sein kann, das zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, einer Halbleiterkomponente oder einer Halbleitervorrichtung geeignet ist. Beispiele derartiger Materialien sind, ohne darauf beschränkt zu sein, elementare Halbleitermaterialien, wie Silizium (Si) oder Germanium (Ge), Gruppe IV, Verbindungshalbleitermaterialien, beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder Siliziumgermanium (SiGe), binäre, ternäre oder quartanäre III–V, Halbleitermaterialien, wie Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), Indiumphosphid (ImP), Indiumgalliumphosphid (InGaPa), Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN), Aluminiumindiumnitrid (AlInN), Indiumgalliumnitrid (InGaN), Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN) oder Indiumgalliumarsenidphosphid (InGaAsP), und binäre oder ternäre II–VI Halbleitermaterialien wie Cadmiumtelurid (CdTe) und Quecksilbercadmiumtelurid (HgCdTe), um nur einige zu nennen. Die vorstehend genannten Halbleitermaterialien werden auch als Homojunction-Halbleitermaterialien bezeichnet. Beim Kombinieren zweier verschiedener Halbleitermaterialien kann ein Heterojunction-Halbleitermaterial gebildet werden. Beispiele derartiger Heterojunction Halbleitermaterialien beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminiumgalliumnitrid(AlGaN)-Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Galliumnitrid (GaN), Aluminiumgalliumnitrid(AlGaN)-Galliumnitrid (GaN), Indiumgalliumnitrid(InGaN)-Aluminumgalliumnitrid (AlGaN), Silizium-SiliziumCarbid (SixC1-x) und Silizium-SiGe Heterojunction-Halbleitermaterialien. Bei Leistungshalbleiteranwendungen werden zurzeit hauptsächlich Si, SiC, GaAs und GaN Materialien verwendet However, it should be understood that the semiconductor regions 11 . 111 . 112 . 133-3 . 133-31 . 133-32 may be formed of any semiconductor material suitable for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor component or a semiconductor device. Examples of such materials include, but are not limited to, elemental semiconductor materials such as silicon (Si) or germanium (Ge), group IV, compound semiconductor materials such as silicon carbide (SiC) or silicon germanium (SiGe), binary, ternary or quarternary III-V, Semiconductor materials such as gallium nitride (GaN), gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (ImP), indium gallium phosphide (InGaPa), aluminum gallium nitride (AlGaN), aluminum indium nitride (AlInN), indium gallium nitride (InGaN), aluminum gallium indium nitride (AlGaInN) or indium gallium arsenide phosphide ( InGaAsP), and binary or ternary II-VI semiconductor materials such as cadmiumteluride (CdTe) and mercury cadmiumteluride (HgCdTe), to name but a few. The above-mentioned semiconductor materials are also referred to as homojunction semiconductor materials. When combining two different semiconductor materials, a heterojunction semiconductor material can be formed. Examples of such heterojunction semiconductor materials include, but are not limited to, aluminum gallium nitride (AlGaN) aluminum gallium indium nitride (AlGaInN), indium gallium nitride (InGaN) aluminum gallium indium nitride (AlGaInN), indium gallium nitride (InGaN) gallium nitride (GaN), aluminum gallium nitride (AlGaN) gallium nitride (GaN ), Indium gallium nitride (InGaN) aluminum gallium nitride (AlGaN), silicon silicon carbide (Si x C 1-x ), and silicon-SiGe heterojunction semiconductor materials. Currently, Si, SiC, GaAs, and GaN materials are mainly used in power semiconductor applications

Räumliche Begriffe wie „unterhalb“, „oberhalb“, „niedriger“, „über“, „oberer“ usw. wurden für die Zwecke einer einfachen Beschreibung verwendet, um die Position eines ersten Elements relativ zu einem zweiten Element zu beschreiben. Es ist beabsichtigt, dass diese Begriffe unterschiedliche Orientierungen der entsprechenden Vorrichtung erfassen, insbesondere Orientierungen zusätzlich oder unterschiedlich zu/von den Orientierungen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Weiterhin werden die Begriffe wie „erste“, „zweite“ usw. verwendet, um verschiedene Elemente, Regionen, Sektionen, etc. zu beschreiben Ähnliche Begriffe bezeichnen ähnliche Elemente während der gesamten Beschreibung. Spatial terms such as "below," "above," "lower," "above," "upper," etc., have been used for purposes of a simple description to describe the position of a first element relative to a second element. It is intended that these terms encompass different orientations of the corresponding device, particularly orientations in addition to or different from the orientations shown in the drawings. Furthermore, terms such as "first," "second," etc. are used to describe various elements, regions, sections, etc. Similar terms refer to similar elements throughout the description.

Die Begriffe „umfassend“, „beinhaltend“, „aufweisend“, usw., wie sie vorliegend verwendet worden sind, sind eher unbestimmte Begriffe, die die Anwesenheit der genannten Elementen oder Merkmale angeben, aber weitere Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die unbestimmten und bestimmten Artikel sollen sowohl den Singular als auch die Mehrzahl beinhalten, sofern der Kontext nicht in klarer Weise etwas anderes angibt. The terms "comprising," "including," "having," etc., as used herein, are rather vague terms that indicate the presence of said elements or features, but do not preclude other elements or features. The indefinite and definite articles are meant to include both the singular and plural unless the context clearly indicates otherwise.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Halbleiterbauelement Semiconductor device
11 11
Halbleiterkörper Semiconductor body
111 111
Aktives Halbleitergebiet Active semiconductor area
112 112
Randhalbleitergebiet Edge semiconductor region
113 113
Seitenwände side walls
121 121
Aktives Oberflächengebiet Active surface area
122 122
Randoberflächengebiet Edge surface area
123 123
Kante edge
13 13
Teststruktur test structure
13’ 13 '
Referenzstruktur reference structure
131 131
Elektrisch leitfähiger Pfad Electrically conductive path
131-1 131-1
Erstes Ende First end
131-2 131-2
Zweites Ende Second end
131’ 131 '
Referenzpfad reference path
132 132
Isolator insulator
133 133
Kondensator capacitor
133’ 133 '
Referenzkondensator reference capacitor
133-1 133-1
Erste Elektrode First electrode
133-2 133-2
Zweite Elektrode Second electrode
133-3 133-3
Graben dig
133-31 133-31
Erste Zone First zone
133-32 133-32
Zweite Zone Second zone
134 134
Erster pn-Übergang First pn transition
134-1 134-1
Anode des ersten pn-Übergangs Anode of the first pn junction
134-2 134-2
Kathode des ersten pn-Übergangs Cathode of the first pn junction
135 135
Zweiter pn-Übergang Second pn junction
135-1 135-1
Anode des zweiten pn-Übergangs Anode of the second pn junction
135-2 135-2
Kathode des zweiten pn-Übergangs Cathode of the second pn junction
14 14
Erste Lastkontaktstruktur First load contact structure
141 141
Frontseitenmetallisierung side metallisation
2 2
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements Method for producing a semiconductor component
21 21
Produzieren eines Halbleiterkörpers Producing a semiconductor body
22 22
Erzeugen einer Frontseitenmetallisierung Generating a front side metallization
23 23
Produzieren einer Teststruktur Produce a test structure
3 3
Vorrichtung zum kontaktlosen Testen eines Halbleiterbauelements Apparatus for contactless testing of a semiconductor device
31 31
Generator generator
311 311
Leistungsschaltkreis Power circuit
311-1 311-1
Erster Schalter First switch
311-2 311-2
Zweiter Schalter Second switch
311-3 311-3
Dritter Schalter Third switch
311-4 311-4
Vierter Schalter Fourth switch
312 312
Stromquelle power source
313 313
Erste Anregungsmittel First stimulus
314 314
Zweite Anregungsmittel Second stimulus
32 32
Testsignaldetektor Test signal detector
33 33
Masse Dimensions
34 34
Spannungsquelle voltage source
4 4
Verfahren zum kontaktlosen Testen eines Halbleiterbauelements Method for contactless testing of a semiconductor device
41 41
Erzeugen eines elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes Generating an electromagnetic radio frequency test field
42 42
Richten des erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeldes auf eine TeststrukturDirecting the generated radio frequency electromagnetic test field to a test structure
43 43
Detektieren einer Extrahierung von Energie Detecting an extraction of energy
5 5
Elektromagnetisches Radiofrequenz-Testfeld Electromagnetic radio frequency test field

Claims (20)

Leistungshalbleiterbauelement (1), umfassend einen Halbleiterkörper (11), wobei der Halbleiterkörper (11) ein aktives Halbleitergebiet (111) und ein das aktive Halbleitergebiet (111) umgebendes Randhalbleitergebiet (112) umfasst, wobei das aktive Halbleitergebiet (111) ein aktives Oberflächengebiet (121) und das Randhalbleitergebiet (112) ein Randoberflächengebiet (122) aufweist, das Leistungshalbleiterbauelement (1) weiter umfassend: – eine Teststruktur (13) zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets (112), wobei die Teststruktur (13) einen elektrisch leitfähigen Pfad (131) umfasst, der auf dem Randoberflächengebiet (122) angeordnet ist, und wobei die Teststruktur (13) ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld (5); wobei: – die Teststruktur (13) ausgebildet ist zum Produzieren eines Testsignals in Abhängigkeit von der extrahierten Energie, wobei das produzierte Testsignal ausgestaltet ist, um von einem Testsignaldetektor (32), der beabstandet von Leistungshalbleiterbauelement (1) angeordnet ist, detektiert zu werden; und – der elektrisch leitfähige Pfad (131) das aktive Oberflächengebiet (121) umgibt. Power semiconductor component ( 1 ), comprising a semiconductor body ( 11 ), wherein the semiconductor body ( 11 ) an active semiconductor region ( 111 ) and an active semiconductor region ( 111 ) surrounding edge semiconductor region ( 112 ), wherein the active semiconductor region ( 111 ) an active surface area ( 121 ) and the edge semiconductor region ( 112 ) an edge surface area ( 122 ), the power semiconductor device ( 1 ) further comprising: a test structure ( 13 ) for contactless testing of the edge semiconductor region ( 112 ), the test structure ( 13 ) an electrically conductive path ( 131 ) located on the edge surface area ( 122 ), and wherein the test structure ( 13 ) is adapted to extract energy from a spaced generated electromagnetic radio frequency test field ( 5 ); where: - the test structure ( 13 ) is adapted to produce a test signal in dependence on the extracted energy, wherein the produced test signal is designed to be processed by a test signal detector ( 32 ) spaced from the power semiconductor device (FIG. 1 ) is arranged to be detected; and - the electrically conductive path ( 131 ) the active surface area ( 121 ) surrounds. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach Anspruch 1, wobei das Leistungshalbleiterbauelement (1) einen Isolator (132) umfasst, wobei der Isolator (132) den elektrisch leitfähigen Pfad (131) von dem Randhalbleitergebiet (112) elektrisch isoliert und wenigstens teilweise in dem Randhalbleitergebiet (112) angeordnet ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to claim 1, wherein the power semiconductor component ( 1 ) an isolator ( 132 ), wherein the insulator ( 132 ) the electrically conductive path ( 131 ) from the edge semiconductor region ( 112 ) is electrically isolated and at least partially in the edge semiconductor region ( 112 ) is arranged. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131) mit dem Randhalbleitergebiet (112) in Kontakt steht. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrically conductive path ( 131 ) with the edge semiconductor region ( 112 ) is in contact. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Teststruktur (13) wenigstens teilweise einen integralen Bestandteil des Randhalbleitergebiets (112) bildet. Power semiconductor component ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the test structure ( 13 ) at least partially an integral part of the edge semiconductor region ( 112 ). Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131) ein geschlossener Pfad ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrically conductive path ( 131 ) is a closed path. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei – die Teststruktur (13) einen Kondensator (133) umfasst, wobei der Kondensator (133) eine Kapazität aufweist und elektrisch an den elektrisch leitfähigen Pfad (131) gekoppelt ist; – der elektrisch leitfähige Pfad (131) eine Induktivität aufweist; – die Teststruktur (13) wenigstens eine Resonanzfrequenz aufweist, die durch die Induktivität des elektrisch leitfähigen Pfads (131) und die Kapazität des Kondensators (133) definiert ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein - the test structure ( 13 ) a capacitor ( 133 ), wherein the capacitor ( 133 ) has a capacitance and electrically to the electrically conductive path ( 131 ) is coupled; The electrically conductive path ( 131 ) has an inductance; - the test structure ( 13 ) has at least one resonance frequency which is determined by the inductance of the electrically conductive path ( 131 ) and the capacitance of the capacitor ( 133 ) is defined. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach Anspruch 6, wobei der Kondensator (133) eine erste Elektrode (133-1) und eine zweite Elektrode (133-2) beinhaltet, wobei die erste Elektrode (133-1) und die zweite Elektrode (13-2) auf dem Randoberflächengebiet (122) angeordnet sind, und wobei sich ein elektrisches Feld zwischen der ersten Elektrode (133-1) und der zweiten Elektrode (133-2) in das Randhalbleitergebiet (112) erstreckt. Power semiconductor component ( 1 ) according to claim 6, wherein the capacitor ( 133 ) a first electrode ( 133-1 ) and a second electrode ( 133-2 ), wherein the first electrode ( 133-1 ) and the second electrode ( 13-2 ) on the edge surface area ( 122 ) are arranged, and wherein an electric field between the first electrode ( 133-1 ) and the second electrode ( 133-2 ) into the edge semiconductor region ( 112 ). Leistungshalbleiterbauelement (1) nach Anspruch 7, wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131), die erste Elektrode (133-1) und die zweite Elektrode (133-2) eine monolithische Komponente ausbilden, die auf dem Randoberflächengebiet (122) angeordnet ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to claim 7, wherein the electrically conductive path ( 131 ), the first electrode ( 133-1 ) and the second electrode ( 133-2 ) form a monolithic component on the edge surface area ( 122 ) is arranged. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Randhalbleitergebiet (112) einen Graben (133-3) beinhaltet, wobei der Graben (133-3) Ladungsträger eines ersten Leitfähigkeitstyps umfasst, und wobei sich das besagte elektrische Feld zwischen der ersten Elektrode (133-1) und der zweiten Elektrode (133-2) in den Graben (133-3) erstreckt. Power semiconductor component ( 1 ) according to claim 7 or 8, wherein the peripheral semiconductor region ( 112 ) a trench ( 133-3 ), the trench ( 133-3 ) Comprises charge carriers of a first conductivity type, and wherein said electric field between the first electrode ( 133-1 ) and the second electrode ( 133-2 ) in the ditch ( 133-3 ). Leistungshalbleiterbauelement (1) nach Anspruch 9, wobei der Graben (133-3) eine erste Zone (133-31) und eine zweite Zone (133-32) umfasst, wobei die erste Zone (133-31) und die zweite Zone (133-32) beide Ladungsträger eines zweiten Leitfähigkeitstyps umfassen, und wobei die erste Zone (133-31) in Kontakt steht mit der ersten Elektrode (133-1), und wobei die zweite Zone (133-32) in Kontakt steht mit der zweiten Elektrode (133-2). Power semiconductor component ( 1 ) according to claim 9, wherein the trench ( 133-3 ) a first zone ( 133-31 ) and a second zone ( 133-32 ), the first zone ( 133-31 ) and the second zone ( 133-32 ) comprise both charge carriers of a second conductivity type, and wherein the first zone ( 133-31 ) is in contact with the first electrode ( 133-1 ), and wherein the second zone ( 133-32 ) is in contact with the second electrode ( 133-2 ). Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Randhalbleitergebiet (112) wenigstens einen pn-Übergang (134; 135) umfasst, wobei der wenigstens eine pn-Übergang (134; 135) elektrisch an die Teststruktur (13) gekoppelt ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the edge semiconductor region ( 112 ) at least one pn junction ( 134 ; 135 ), wherein the at least one pn junction ( 134 ; 135 ) electrically to the test structure ( 13 ) is coupled. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Teststruktur (13) eine Diode umfasst, wobei die Diode elektrisch an den elektrisch leitfähigen Pfad (131) gekoppelt ist und ausgebildet ist zum Konvertieren der extrahierten Energie in ein detektierbares Lichtsignal. Power semiconductor component ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the test structure ( 13 ) comprises a diode, wherein the diode is electrically connected to the electrically conductive path ( 131 ) and configured to convert the extracted energy into a detectable light signal. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrisch leitfähige Pfad ein erstes Ende (131-1) und ein zweites Ende (131-2) aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind, und wobei sowohl das erste Ende (131-1) als auch das zweite Ende (131-2) elektrisch an eine Bulk-Region des Leistungshalbleiterbauelements (1) gekoppelt sind. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrically conductive path has a first end ( 131-1 ) and a second end ( 131-2 ) spaced apart from each other, and wherein both the first end ( 131-1 ) as well as the second end ( 131-2 ) electrically to a bulk region of the power semiconductor device ( 1 ) are coupled. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131) ausgebildet ist zum Konvertieren der extrahierten Energie in ein detektierbares Wärmesignal. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the electrically conductive path ( 131 ) is configured to convert the extracted energy into a detectable heat signal. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend eine erste Lastkontaktstruktur (14), wobei die erste Lastkontaktstruktur (14) auf dem aktiven Oberflächengebiet (121) angeordnet ist und elektrisch von der Teststruktur (13) isoliert ist, und wobei die erste Lastkontaktstruktur (14) ausgebildet ist zum Einspeisen eines Laststroms in das aktive Halbleitergebiet (111). Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, further comprising a first load contact structure ( 14 ), wherein the first load contact structure ( 14 ) on the active surface area ( 121 ) and electrically from the test structure ( 13 ), and wherein the first load contact structure ( 14 ) is designed for feeding a load current into the active semiconductor region ( 111 ). Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungshalbleiterbauelement (1) ausgebildet ist, innerhalb eines Betriebsfrequenzbereichs betrieben zu werden, wobei das elektromagnetische Radiofrequenz-Testfeld (5) eine Frequenz aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie eine Frequenz aus dem Betriebsfrequenzbereich. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the power semiconductor component ( 1 ) is adapted to be operated within an operating frequency range, wherein the electromagnetic radio frequency test field ( 5 ) has a frequency which is at least twice as large as a frequency from the operating frequency range. Leistungshalbleiterbauelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Halbleiterkörpergebiet (11) aus Siliziumcarbid gebildet ist. Power semiconductor component ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor body region ( 11 ) is formed of silicon carbide. Verfahren (2) zum Herstellen eines Leistungshalbleiterbauelements (1), das Verfahren (2) umfassend: – Produzieren (21) eines Halbleiterkörpers (11), wobei der Halbleiterkörper (11) ein aktives Halbleitergebiet (111) und ein das aktive Halbleitergebiet (111) umgebendes Randhalbleitergebiet (112) umfasst, wobei das aktive Halbleitergebiet (111) ein aktives Oberflächengebiet (111) und das Randhalbleitergebiet (112) ein Randoberflächengebiet (122) aufweist; – Erzeugen (22) einer Frontseitenmetallisierung (141) auf dem aktiven Oberflächengebiet (121), wobei die Frontseitenmetallisierung (141) ein Frontseitenmetallisierungsmaterial umfasst; – auf dem Randoberflächengebiet (122): Produzieren (23) einer Teststruktur (13) zum kontaktlosen Testen des Randhalbleitergebiets (112), sodass die Teststruktur (13) ausgebildet ist zum Extrahieren von Energie aus einem beabstandet erzeugten elektromagnetischen Radiofrequenz-Testfeld (5) und zum Produzieren eines Testsignals in Abhängigkeit von der extrahierten Energie, wobei das produzierte Testsignal ausgestaltet ist, um von einem Testsignaldetektor (32), der beabstandet von Leistungshalbleiterbauelement (1) angeordnet ist, detektiert zu werden, und wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131) das aktive Oberflächengebiet (121) umgibt, – wobei der Schritt des Produzierens (23) der Teststruktur (13) das Erzeugen eines elektrisch leitfähigen Pfads (131) auf dem Randoberflächengebiet (12) beinhaltet, und wobei der elektrisch leitfähige Pfad (131) dasselbe Frontseitenmetallisierungsmaterial umfasst wie die Frontseitenmetallisierung (14). Procedure ( 2 ) for producing a power semiconductor device ( 1 ), the procedure ( 2 ) comprising: - producing ( 21 ) of a semiconductor body ( 11 ), wherein the semiconductor body ( 11 ) an active semiconductor region ( 111 ) and an active semiconductor region ( 111 ) surrounding edge semiconductor region ( 112 ), wherein the active semiconductor region ( 111 ) an active surface area ( 111 ) and the edge semiconductor region ( 112 ) an edge surface area ( 122 ) having; - Produce ( 22 ) of a front side metallization ( 141 ) on the active surface area ( 121 ), wherein the front side metallization ( 141 ) comprises a front side metallization material; - on the edge surface area ( 122 ): To produce ( 23 ) of a test structure ( 13 ) for contactless testing of the edge semiconductor region ( 112 ), so that the test structure ( 13 ) is adapted to extract energy from a spaced generated electromagnetic radio frequency test field ( 5 ) and for producing a test signal in dependence on the extracted energy, the produced test signal being designed to be processed by a test signal detector ( 32 ) spaced from the power semiconductor device (FIG. 1 ) is arranged to be detected, and wherein the electrically conductive path ( 131 ) the active surface area ( 121 ), the step of producing ( 23 ) of the test structure ( 13 ) generating an electrically conductive path ( 131 ) on the edge surface area ( 12 ), and wherein the electrically conductive path ( 131 ) comprises the same front side metallization material as the front side metallization ( 14 ). Verfahren (2) nach Anspruch 18, wobei die Frontseitenmetallisierung (141) und der elektrisch leitfähige Pfad (131) gleichzeitig erzeugt werden. Procedure ( 2 ) according to claim 18, wherein the front side metallization ( 141 ) and the electrically conductive path ( 131 ) are generated simultaneously. Verfahren (2) nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Frontseitenmetallisierung (141) und der elektrisch leitfähige Pfad (131) beide von derselben Metallisierungsvorrichtung erzeugt werden. Procedure ( 2 ) according to claim 18 or 19, wherein the front side metallization ( 141 ) and the electrically conductive path ( 131 ) are both produced by the same metallization device.
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